JP2017193278A - 車両用視認装置 - Google Patents

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智宣 市川
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Abstract

【課題】不必要な領域への赤外光の照射を抑制可能な車両用視認装置を提供することを目的とする。
【解決手段】車両後側方を撮影する後側方カメラと、視認用画像を表示するモニタと、複数の赤外線LEDを備え、赤外光の照射領域が変更可能とされた近赤外線照射20と、後側方カメラの撮影画像から切り出した部分画像32に対応する車両周辺の領域を照射する赤外線LED22を点灯して赤外光を照射するように近赤外線照明20を制御し、かつ部分画像32を視認用画像として表示するようにモニタを制御する制御装置と、備える。
【選択図】図5

Description

本発明は、車両周辺を視認するために車両周辺を撮影して撮影画像を表示する車両用視認装置に関する。
この種の車両用視認装置では、夜間等のように車両周辺が暗い場合に、撮影画像が暗く、車両周辺の視認性が低下するので、車両周辺に光や赤外光等を照射して撮影することが考えられる。
赤外光を照射して撮影する技術例としては、例えば、特許文献1に記載の技術が提案されている。特許文献1では、点灯数を変更自在な複数の近赤外線LEDを備えた投光器と、イメージインテンシファイア及び高速度カメラと、ターゲット距離に基づいて近赤外線LEDの点灯数を変更するタイミングコントローラと、画素毎の物体までの距離を表す距離画像データを生成する画像処理部を備えた車両用距離画像データ生成装置が提案されている。
特開2010−66221号公報
ところで、車両周辺の撮影画像を表示する車両用視認装置では、撮影画像の切出し範囲の変更や、撮影方向の移動等により視認範囲を変更することがある。このように視認範囲を変更する場合に赤外線を車両周辺に照射する際には、視認範囲の変更可能範囲を網羅する広範囲に赤外光を照射する必要があるが、消費電力を低減する上では必要以上に広範囲に照射することは好ましくない。
特許文献1では、ターゲット距離に応じて近赤外線LEDの点灯数を変更することで赤外線の照射強度を変更するようにしているが、不必要な領域への赤外光の照射を抑制する点で改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、不必要な領域への赤外光の照射を抑制可能な車両用視認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に請求項1に記載の発明は、車両周辺を撮影する撮影部と、車両周辺を乗員が視認するための視認用画像を表示する表示部と、赤外光を車両周辺へ照射すると共に、赤外光の照射領域が変更可能とされた照射部と、前記撮影部で撮影された撮影画像から切り出した部分画像の少なくとも一部に対応する車両周辺の領域に赤外光を照射するように前記照射部を制御し、かつ前記部分画像を前記視認用画像として表示するように前記表示部を制御する制御部と、を備える。
請求項1に記載の発明によれば、撮影部では、車両周辺が撮影され、表示部では、車両周辺を乗員が視認するための視認用画像が表示される。
また、照射部では、赤外光が車両周辺に照射されると共に、赤外光の照射領域が変更可能とされている。
そして、制御部では、撮影部で撮影された撮影画像から切り出した部分画像の少なくとも一部に対応する車両周辺の領域に赤外光を照射するように照射部が制御され、かつ部分画像を視認用画像として表示するように表示部が制御される。これにより、夜間等の暗い領域でも視認用画像によって車両周辺を確認することができる。また、部分画像の少なくとも一部に対応する車両周辺の領域に赤外光が照射されるので、不必要な領域への赤外光の照射を抑制して、車両周辺を視認するために必要な領域へ赤外光を照射することが可能となる。
なお、制御部は、請求項2に記載の発明のように、部分画像全体に対応する車両周辺の領域に赤外光を照射するように照射部を制御してもよい。これにより、視認用画像全体に対応する車両周辺の領域を赤外光により照明することが可能となる。
また、請求項3に記載の発明のように、照射部は、撮影画像を複数に分割した各分割領域に対応する車両周辺の領域を各々照射する複数の赤外線光源を含み、制御部が、部分画像の少なくとも一部に重複する分割領域に対応する車両周辺の領域を照射する赤外線光源を点灯するように照射部を制御してもよい。これにより、必要な領域への赤外光の照射が可能となると共に、赤外線光源を不要に点灯することなく、消費電力の低減を図ることができる。
また、請求項4に記載の発明のように、照射部は、赤外光を照射する赤外線光源と、赤外線光源から照射された赤外光の照射方向を変更する変更部を含み、制御部が、変更部によって照射方向を変更して部分画像の少なくとも一部に対応する車両周辺の領域に赤外光を照射するように照射部を制御してもよい。これにより、必要な領域への赤外光の照射が可能となる
以上説明したように本発明によれば、不必要な領域への赤外光の照射を抑制可能な車両用視認装置を提供することができる、という効果がある。
(A)は本発明の実施の形態に係る車両用視認装置の車両搭載位置例を示す図であり、(B)は車両用視認装置の概略構成を示す図である。 本実施形態に係る車両用視認装置の制御系の構成を示すブロック図である。 (A)は撮影画像を15の領域に分割した例を示す図であり、(B)は撮影画像の各領域に対応する15の赤外線LEDを示す図である。 撮影画像から部分画像を切り出して生成する視認用画像を説明するための図である。 (A)は撮影画像の分割領域と部分画像との重複する領域の一例を示す図であり、(B)は部分画像に重複する撮影画像の分割領域に対応する赤外線LEDの点灯を示す図である。 本実施形態に係る車両用視認装置の制御装置で行われる視認用画像の表示制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態に係る車両用視認装置の制御装置で行われる近赤外線照明の点灯制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 近赤外線照明として適用可能な他の構成例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図1(A)は、本発明の実施の形態に係る車両用視認装置の車両搭載位置例を示す図であり、図1(B)は車両用視認装置の概略構成を示す図である。
本実施形態に係る車両用視認装置10は、撮影部としての後側方カメラ12、表示部としてのモニタ14、照射部としての近赤外線照明20、操作部16、及び制御部としての制御装置18を備えている。後側方カメラ12、近赤外線照明20、及び制御装置18は車両の左右に対応してそれぞれ設けられている。
後側方カメラ12は、車両のサイドドア(フロントサイドドア、図示省略)の上下方向中間部の車両前側端に外側に設置されて車両後側方を撮影する。後側方カメラ12は、支持体としての略直方体形箱状の筐体13に設けられており、レンズが車両後側方に向けて配置され、車両の後側方を撮影する。筐体13の車幅方向内側端部は、サイドドアに取付けられており、筐体13がサイドドア(車体側)に車両前後方向に回動可能に支持されている。なお、筐体13は、サイドドアではなく、フロントフェンダ等の他の位置に取り付ける形態としてもよい。
モニタ14は、フロントピラーの下端付近に設けられ、後側方カメラ12の撮影画像を視認用画像として主に表示する。すなわち、アウターミラーの代わりとされ、モニタ14を確認することにより、車両周辺としての車両後側方を視認することができる。モニタ14は、車両の左右に対応してそれぞれ設けられている。
近赤外線照明20は、赤外線光源として、赤外光を出力する複数の赤外線LED22を備えている。近赤外線照明20は、後側方カメラ12の撮影方向に赤外光を出力し、後側方カメラ12の撮影範囲を照射する。そして、複数の赤外線LED22を選択的に点灯することで赤外線の照射領域の変更が可能とされている。詳細には、近赤外線照明20は、後側方カメラ12の撮影画像を複数に分割した分割領域に対応して複数の赤外線LED22が設けられ、各赤外線LEDは分割した各分割領域に対応する車両周辺の領域に赤外光を出力するように配置されている。具体的には、近赤外線照明20は、図3(A)に示すように、撮影画像30を15の領域に分割し、図3(B)に示すように、各分割領域に対応する赤外線LED22を設ける。そして、各赤外線LED22の点灯を制御することで赤外光を照射する領域が変更可能とされている。
操作部16は、モニタ14に表示される画像の表示位置、すなわち、後側方の視認範囲の変更の指示等を行う。操作部16は、例えば、視認範囲の車幅方向への変更指示や、車両上下方向への変更指示等を行うためのスイッチやセンサ、視認範囲を変更する対象のモニタ14(左または右)を指示するためのスイッチ等を備える。具体的には、視認範囲を変更するモニタ14に対応する方向を指示するための左スイッチ16L及び右スイッチ16Rと、変更方向を指示するための方向指示部16Sと、を含む。
制御装置18は、車両の左右のそれぞれに対応して設けられており、左右各々の後側方カメラ12の撮影画像30の表示制御を行う。なお、制御装置18は、後退時に車両後側方の視認範囲を変更して車両側方下側の障害物を視認し易くする後退連動制御や、方向指示器の操作に連動して視認範囲を変更して車両後側方を視認し易くする旋回連動制御等を更に行うようにしてもよい。
続いて、本実施形態に係る車両用視認装置10の制御系の構成について説明する。図2は、本実施形態に係る車両用視認装置10の制御系の構成を示すブロック図である。
制御装置18は、CPU18A、ROM18B、RAM18C、及びI/O(入出力インタフェース)18Dがそれぞれバス18Eに接続されたマイクロコンピュータで構成されている。
ROM18Bには、後側方カメラ12の後側方の撮影画像30をモニタ14に表示するための表示制御を行うための視認用画像表示制御プログラムや近赤外線照明点灯制御プログラム等の各種プログラムが記憶されている。ROM18Bに記憶されたプログラムをRAM18Cに展開してCPU18Aが実行することにより、モニタ14への表示制御が行われる。
I/O18Dには、視認範囲の変更等を指示するための操作部16、後側方カメラ12、モニタ14、及び近赤外線照明20が接続されている。
操作部16は、後側方の視認範囲の変更の指示等が乗員によって行われると、変更指示信号を制御装置18に出力する。操作部16は、具体的には、図1(B)に示す上述の左スイッチ16L、右スイッチ16R、及び方向指示部16Sを有する。すなわち、左スイッチ16Lまたは右スイッチ16Rによって視認範囲を変更するモニタ14に対応する方向(左または右)を指示し、方向指示部16Sによって視認範囲の変更方向(車幅方向及び車両上下方向)を指示する。
後側方カメラ12は、車両後側方を撮影することによって後側方の撮影画像30を得る。撮影によって得られた後側方の撮影画像30は、後側方カメラ12の撮影結果として制御装置18に出力する。
モニタ14は、後側方カメラ12によって撮影された後側方の撮影画像30を制御装置18の制御に従って表示する。
近赤外線照明20は、制御装置18によって複数の赤外線LED22の点灯が制御されることにより、後側方カメラ12の撮影領域のうち必要な領域へ赤外光を照射する。
そして、制御装置18は、後側方カメラ12の撮影結果に基づいて、モニタ14への表示制御を行うと共に、操作部16によって後側方の視認範囲の変更が指示された場合に、モニタ14の表示位置(後側方の視認範囲)を変更する制御を行う。
また、図示は省略するが制御装置18には、エンジンECUやエアコンECU等の各種制御装置が接続され、車両情報の取得が可能とされており、ライトスイッチや照度センサ等の信号を検出して夜間等の周囲が暗い場合に、近赤外線照明20の点灯を制御する。
なお、制御装置18は、1つの制御装置18で左右のモニタ14の表示制御を行ってもよいし、車両の左右に対応して一対設けられてもよい。左右に対応して一対の制御装置18を設ける場合には、それぞれ相互通信可能なようにそれぞれのI/O18Dに他方の制御装置18を接続してもよい。
ここで、制御装置18によるモニタ14への後側方カメラ12の撮影画像30の表示方法について詳細に説明する。図4は、撮影画像30から生成する視認用画像を説明するための図である。
本実施形態に係る車両用視認装置10では、図4に示すように、後側方カメラ12によって車両の後側方を撮影し、撮影によって得られる撮影画像30から図4の点線で示す部分画像32を切り出す。そして、切り出した部分画像32を視認用画像34としてモニタ14に表示する。すなわち、本実施形態に係る車両用視認装置10では、撮影画像30の一部の範囲の部分画像32を表示するため、切り出す位置を変更することで、視認範囲の変更が可能とされている。視認範囲の変更は、操作部16を操作することで行われる。具体的には、視認範囲を変更する方向(左または右)を左スイッチ16Lまたは右スイッチ16Rの操作により選択して、方向指示部16Sを操作することで視認範囲の変更方向(車幅方向及び車両上下方向)を指示する。これにより、制御装置18が、撮影画像30の現在の部分画像32の位置から操作部16によって操作された方向に切り出す部分画像32の位置を変更して視認用画像34をモニタ14に表示する。すなわち、モニタ14に表示される視認用画像34は、方向指示部16Sの指示方向に順次移動して表示される。
なお、視認用画像34は、光学ミラーと同様の像をモニタ14に表示するために鏡像変換を行うので、図4における撮影画像30は、撮影画像30における部分画像32と視認用画像34との関係を分かりやすくするために、鏡像変換された画像として示す。
また、視認範囲の変更は、操作部16によって指示された場合に限るものではなく、例えば、上述した後退に連動して視認範囲を変更する後退連動制御や、旋回に連動して視認範囲を変更する旋回連動制御を行うための予め定めた条件が成立した場合でもよい。ここで、後退連動制御や旋回連動制御を行うための予め定めた条件は、例えば、方向指示器、シフト位置、車速等によって予め定めた条件であり、周知の条件を適用可能である。
ところで、近赤外線照明20は、上述のように、撮影画像30を15の領域に分割し、各分割領域に対応する赤外線LED22を備えているので、分割領域に対応する車両周辺の領域へ赤外光を照射することで不必要な領域への赤外光の照射を抑制できる。
そこで、本実施形態では、制御装置18が、撮影画像30を15に分割した分割領域のうち、部分画像32に重複する分割領域を抽出する。そして、抽出した分割領域に対応する赤外線LED22を点灯するように近赤外線照明20を制御するようになっている。
例えば、図5(A)に示すように、部分画像32が撮影画像30のNo.1、2、3、6、7、8の分割領域に重複する場合、図5(B)に示すように、対応する赤外線LED22のNo.1、2、3、6、7、8を点灯する。これにより、不必要な領域への赤外光の照射を抑制して必要な領域へ赤外光を照射することができる。また、視認範囲を変更する場合には視認範囲の変更に併せて点灯する赤外線LED22を変更すればよい。
続いて、上述のように構成された本実施形態に係る車両用視認装置10の制御装置18で行われる具体的な処理について説明する。
まず、視認用画像34の表示制御について説明する。図6は、本実施形態に係る車両用視認装置10の制御装置18で行われる視認用画像34の表示制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図6の処理は、図示しないイグニッションスイッチがオンされた場合に開始するものとして説明する。また、図6の処理は、ROM18Bに記憶された視認用画像表示制御プログラムをCPU18AがRAM18Cに展開して実行することにより行われる。
まず、ステップ100では、CPU18Aが、後側方カメラ12によって撮影された撮影画像30を取得開始してステップ102へ移行する。すなわち、後側方カメラ12の撮影結果を順次取得する。
ステップ102では、CPU18Aが、撮影画像30から部分画像32を切り出してステップ104へ移行する。なお、この時の部分画像32は撮影画像30中の予め定めたデフォルトの位置の部分画像32でもよいし、イグニッションスイッチのオフ前に前回指示された位置の部分画像32でもよい。
ステップ104では、CPU18Aが、切り出した部分画像32を鏡像変換して、図3に示すように、視認用画像34としてモニタ14に表示してステップ106へ移行する。なお、部分画像32を鏡像変換するのではなく、撮影画像30を鏡像変換してから部分画像32を切り出してもよい。
ステップ106では、CPU18Aが、視認範囲の変更であるか否かを判定する。該判定は、例えば、操作部16が操作されて視認範囲の変更が指示されたか否かを判定する。該判定が肯定された場合にはしてステップ108へ移行し、否定された場合には当該処理を終了して後述の近赤外線照明の点灯制御に関する処理等の他の処理を行う。なお、操作部16によって視認範囲の変更が指示されたか否かの代わりに、後退連動制御や旋回連動制御を行う予め定めた条件が成立したか否かを判定してもよい。或いは、操作部16による視認範囲の変更指示、及び連動制御(後退連動制御及び旋回連動制御の少なくとも一方)を行う予め定めた条件の成立による視認範囲の変更指示の少なくとも一方の指示が行われたか否かを判定してもよい。
ステップ108では、CPU18Aが、指示に応じて部分画像32の切り出す位置を変更して視認用画像34を表示するようにモニタ14を制御してステップ110へ移行する。
ステップ110では、CPU18Aが、指示に応じて変更した部分画像32を鏡像変換して視認用画像34としてモニタ14に表示するように制御して当該処理を終了し、後述の近赤外線照明の点灯制御に関する処理等の他の処理を行う。
このように制御することで、モニタ14に車両後側方の視認用画像を表示することができ、光学ミラーと同様に、車両周辺を確認することができる。
続いて、近赤外線照明20の点灯制御にについて説明する。図7は、本実施形態に係る車両用視認装置の制御装置で行われる近赤外線照明の点灯制御に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図7の処理は、上述の視認用画像34の制御に関する処理に続いて行われる。また、図7の処理は、ROM18Bに記憶された近赤外線照明点灯制御プログラムをCPU18AがRAM18Cに展開して実行することにより行われる。
ステップ200では、CPU18Aが、車両情報及び部分画像32の位置情報を取得してステップ202へ移行する。本実施形態では、車両周辺が暗い状況か否かを判断するための情報としてライトスイッチや照度センサ等の情報を車両情報として取得すると共に、撮影画像30中の切り出されている部分画像32の位置情報がCPU18Aによって取得される。
ステップ202では、CPU18Aが近赤外線照明20を点灯するか否かを判定する。該判定は、取得した車両情報から車両周辺が暗く、近赤外線照明を点灯する必要があるか否かを判定する。具体的には、車両情報としてライトスイッチの情報を取得する場合には、ライトスイッチがオンであるか否かを判定し、照度センサの情報を取得する場合には、照度センサによって検出された照度が予め定めた値以下であるか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップ204へ移行し、肯定された場合にはステップ208へ移行する。
ステップ204では、CPU18Aが、後述の処理によって近赤外線照明20を点灯した状態であるか否かを判定する。該判定が肯定された場合にはステップ206へ移行し、否定された場合には当該処理を終了して上述の視認用画像34の表示制御に関する処理等を行う。
ステップ206では、CPU18Aが近赤外線照明20を消灯するように制御し、当該処理を終了して上述の視認用画像34の表示制御に関する処理等を行う。
一方、ステップ208では、CPU18Aが赤外線LED22のNo.をi=1としてステップ210へ移行する。
ステップ210では、CPU18Aが部分画像32の位置情報に基づいて、部分画像32内に重複する分割領域に対応する赤外線LED22であるか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップ212へ移行し、肯定された場合にはステップ214へ移行する。
ステップ212では、CPU18AがNo.iの赤外線LED22を消灯するように制御してステップ216へ移行する。
また、ステップ214では、CPU18AがNo.iの赤外線LED22を点灯するように制御してステップ216へ移行する。
ステップ216では、CPU18Aが赤外線LED22のNo.がi>15であるか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップ218へ移行し、肯定された場合には、当該処理を終了して上述の視認用画像34の表示制御に関する処理等を行う。
ステップ218では、CPU18Aが赤外線LED22のNo.をi=i+1としてステップ210に戻って上述の処理を繰り返す。すなわち、複数の赤外線LED22のそれぞれについて部分画像32に重複する分割領域に対応する赤外線LED22であるか否かを判定して、部分画像32に対応する領域を照射する赤外線LED22を点灯するように制御する。
このように処理を行うことで、視認用画像34として表示する部分画像32に対応する領域に照射する赤外線LED22を点灯して他は消灯するので、赤外光を照射する必要がある領域のみに赤外光を照射できる。また、必要な領域を照射する赤外線LED22のみを点灯するので全赤外線LED22を点灯する場合に比べて消費電力を低減することができる。
また、視認範囲の変更が行われても、変更された部分画像32に対応して近赤外線照明20の各赤外線LED22の点灯が制御されるので、不必要な領域への赤外光の照射を抑制できる。
なお、上記の実施形態では、近赤外線照明20として複数の赤外線LED22を備えて各赤外線LED22の点灯を制御することで、赤外光を照射する領域を変更可能とした例を説明したが、これに限るものではない。例えば、図8に示すように、赤外光を出力する赤外線光源40と、赤外線光源40から出力された光を反射すると共に、赤外光の照射方向(照射領域)を変更する変更部42と、赤外光を部分画像32に対応する領域に照射するためのレンズ44と、を備える構成を適用してもよい。この場合、変更部42としては、角度が変更可能とされて単に照射方向を変更するミラーでもよいが、照射パターンが変更可能なミラーデバイスを適用してもよい。一例としては、Lcos(Liquid Crystal On Silicon)や、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー、DMD(Digital Micromirror Device)等のデバイスを適用することができる。また、図8のレンズ44を省略して、赤外線光源40及び変更部42のみの構成でもよい。
また、上記の実施形態では、部分画像32全体に対応する車両周辺の領域に赤外光を照射するように制御するようにしたが、部分画像32全体に対応する領域でなくてもよく、部分画像32の一部に対応する車両周辺の領域でもよい。例えば、図5の例では、分割領域1〜3は地平線より上側であるため、照明の必要性が低いため赤外光を照射せずに、赤外線LED22のNo.6〜8を点灯して分割領域6、7、8に対応する領域のみに赤外光を照射してもよい。
また、上記の実施形態では、車両周辺として車両後側方を撮影して視認する車両用視認装置を一例として説明したが、これに限るものではない。例えば、車両側方や、前方、後方等の他の方向を撮影して表示する車両用視認装置を適用してもよい。
また、上記の実施形態における制御装置18で行われる処理は、ソフトウエアの処理として説明したが、これに限るものではない。例えば、ハードウエアで行う処理としてもよいし、ハードウエアとソフトウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。
また、上記の実施形態における制御装置18で行われる処理は、プログラムとして記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。
さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
10 車両用視認装置
12 後側方カメラ
14 モニタ
18 制御装置
20 近赤外線照明
22 赤外線LED
30 撮影画像
32 部分画像
34 視認用画像
40 赤外線光源
42 変更部

Claims (4)

  1. 車両周辺を撮影する撮影部と、
    車両周辺を乗員が視認するための視認用画像を表示する表示部と、
    赤外光を車両周辺へ照射すると共に、赤外光の照射領域が変更可能とされた照射部と、
    前記撮影部で撮影された撮影画像から切り出した部分画像の少なくとも一部に対応する車両周辺の領域に赤外光を照射するように前記照射部を制御し、かつ前記部分画像を前記視認用画像として表示するように前記表示部を制御する制御部と、
    を備えた車両用視認装置。
  2. 前記制御部は、前記部分画像全体に対応する車両周辺の領域に赤外光を照射するように前記照射部を制御する請求項1に記載の車両用視認装置。
  3. 前記照射部は、前記撮影画像を複数に分割した各分割領域に対応する車両周辺の領域を各々照射する複数の赤外線光源を含み、
    前記制御部が、前記部分画像の少なくとも一部に重複する前記分割領域に対応する車両周辺の領域を照射する前記赤外線光源を点灯するように前記照射部を制御する請求項1又は請求項2に記載の車両用視認装置。
  4. 前記照射部は、赤外光を照射する赤外線光源と、前記赤外線光源から照射された赤外光の照射方向を変更する変更部を含み、
    前記制御部が、前記変更部によって前記照射方向を変更して前記部分画像の少なくとも一部に対応する車両周辺の領域に赤外光を照射するように前記照射部を制御する請求項1又は請求項2に記載の車両用視認装置。
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