JP2022016948A - 電子後方視界システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が後方視界確認を行う場合に、より広い範囲の多くの視界情報を提供するとともに、従来の平面鏡や凸面鏡で見慣れた反射像に近似した画像を容易に表示できるようにして、運転者が距離感を掴みやすく安全運転に寄与する。【解決手段】ハーフミラーやズームレンズを用いたカメラなどを用いずに後方撮影用のカメラ１と表示ドライバー２とディスプレイ３のシンプルな基本構成の電子後方視界システムであって、カメラ１で撮影した車両後方の水平方向ほぼ全領域の画像に加え、カメラの撮影画像を従来の平面鏡や凸面鏡の反射像に近い表示範囲まで部分拡大した画像を簡単操作で表示する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子後方視界システムを備えた自動車また二輪車における映像表示技術に関するものである。

近年車両において、後方を撮影するカメラと、その映像を表示するディスプレイによる後方視界システムが考案されているが、これらのシステムでは自車周辺の広範囲の安全状況を確認できるよう比較的広角視野のカメラを用いるものが多くなっている。

また自動車後方の映像を表示する技術としては、自動車後方を撮影するカメラと従来のルームミラーの位置に配置したルームミラー型モニタを備えた電子ミラーシステムにおいて、カメラで撮影した映像の下部領域を上下方向だけや部分的に左右方向にも圧縮した映像を表示することで、距離感を得やすくする技術が知られている。（例えば、特許文献１や２）。

また電子後方視界システムの表示装置の表示部表面にハーフミラー（平面鏡）を組み合わせて、ディスプレイに画像を表示するとディスプレイの表示画像がハーフミラーを通して確認でき、ディスプレイの表示を消すとハーフミラー表面の等倍反射像が確認できるようにして、ディスプレイによる広範囲の視界と距離感を得やすくした平面鏡による等倍反射像の双方を選択できるシステムも考案されている。

特開2016-195301 特開2020-088405

しかし、広角視野のカメラによる撮影画像では従来のルームミラーやドアミラーなどの平面鏡や凸面鏡による後方視界確認装置に比較して確認したい後続車などが小さく遠くに見えるため距離感を掴みにくい。また、前述の特許文献１や２のように上下方向だけや、それに加えて左右方向の一部の画像のみを圧縮して画像生成して表示すると運転者は咄嗟の場合などにどの部分の画像から距離感を得れば良いのか混乱するという欠点があった。また、これらの欠点を補うために前記ディスプレイとハーフミラー（平面鏡）とを組み合わせたものもあるが、社室内外の明るさの条件によってはハーフミラーの反射像とディスプレイの表示が重なって見にくいという弱点があり、さらに表示装置の大型化やコスト高が問題であった。また、広範囲の視野から平面鏡や凸面鏡の反射像に近似した比較的狭い範囲の視野までをズームレンズを使ったカメラで撮影することも可能であるが、カメラ自体が大きくなり、高額になり、また視野方向を調整するためにカメラの光軸を動かす機構も必要になりシステムが複雑かつ比較的高額なものになってしまう。

本発明では、比較的広角のレンズを用いたカメラで撮影した広範囲の後方視界を表示できるようにした電子後方視界システムにおいて、専用の操作ボタンや、あるいはディスプレイ上の特定の位置をタップする、またはディスプレイ上で一連の簡単な操作（例えば表示画面を指でダブルタップするなど）によって、従来のルームミラーやドアミラーなどの平面鏡や凸面鏡で確認できる反射像と大凡同じ範囲の画像を運転者が自身の操作などで設定するか、あるいはあらかじめ表示ドライバー内で設定しておき、これを容易に表示することができるようにしたことを特徴としている。
また専用の操作ボタンや、あるいはディスプレイ上の一連の簡単な操作（例えば表示画面上で指を押し当てスライドするなど）によって表示倍率を維持したまま、カメラで撮影した範囲内で表示範囲を動かすことができる。

これにより広角カメラと表示ドライバーとディスプレイのシンプルかつ比較的安価な基本構成のシステムで、自車周辺の広範囲の安全状況を確認できることに加え、これまでに見慣れてきた平面鏡や凸面鏡の反射像から得られるものに近似した距離感で後続車などのを認識することができ、車両の進路変更をする際などにおける安全性が向上する。

本発明の実施形態に係る機能構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係るカメラ撮影画像の中から拡大画像をディスプレイに左右反転して表示するイメージを簡略化して表したもの。 本発明の実施形態１に係るカメラとディスプレイの配置の一例を示し、カメラ撮影画像から平面鏡の等倍反射像に近似した画像の切り出し方を示す図である。（実施例１） 上記図３のディスプレイ表示を平面鏡に置き換えたとしたときの等倍反射像の水平方向画角Mを表した図。 通常の車両における凸面鏡を用いたドアミラーを使用した場合の反射像の水平方向画角M２、およびターゲット想定位置における水平方向の視野範囲Ｗ２を表した図。 本発明の実施形態２に係るカメラとディスプレイの配置の一例を示し、カメラ撮影画像から図５における凸面鏡の反射像に近似した画像の切り出し方を示す図である。（実施例２） 本発明の実施形態に係るカメラ撮影画像の中から拡大画像をディスプレイに左右反転して表示する場合に、凸面鏡モードを例に、表示画像範囲を左右方向や上下方向に移動した場合のイメージを簡略化して表したもの。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、これらの実施形態は本発明の一例であり、これらの実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る機能構成を示すブロック図である。電子後方視界システムは自動車や２輪車に搭載されており、図のようにカメラ１、表示ドライバー２、ディスプレイ３と必要に応じて操作ボタンスイッチ４や各種車両の状態を示すセンサー出力５などを備えている。

図２は、本発明の実施形態におけるカメラ撮影画像の中から拡大画像をディスプレイに左右反転して表示するイメージを簡略化して表したものである。各モードは仮称であり、一例として表している。それぞれについて説明すると、広視野モードはカメラによる撮影画像の水平方向のほぼ全幅領域であるディスプレイ表示画像範囲DWを切り出し、左右反転してディスプレイに表示する。一般的に車両による安全確認領域は水平方向に広いため表示ディスプレイの表示画面も横長である場合が多く、その場合には広視野モードであっても図に表すように上下方向の端末領域は切り取られて表示されることになる。任意拡大モードや凸面鏡モードさらに平面鏡モードでは上記広視野モードよりも狭い範囲であるそれぞれのディスプレイ表示画像範囲 DN、ディスプレイ表示画像範囲 DT、ディスプレイ表示画像範囲 DSを切り出し、左右反転して表示する。

図３は、本発明の実施形態１に係る車両後方撮影用のカメラとカメラの撮影画像をもとに表示ドライバーで加工した画像を運転者に向けて表示するディスプレイの配置の一例を示し、カメラ撮影画像から平面鏡の等倍反射像に近似した画像の切り出す方法を示す図である。カメラ１を車室内後方部リヤウインドウ付近に設置して、ディスプレイ３の表示部を通常のルームミラー鏡面と同様の大きさ形状にて、ルームミラーと同様の位置に設置した場合を示している。ここでディスプレイ３の表示部を平面鏡に置き換えたと仮定して、アイポイントＨからの等倍反射像の水平方向視野角をＭとして、接近する後続車などを確認する頻度が高い距離をターゲット想定位置（例えば車両後方に適当な車間距離を想定すると10m～30m以上後方の位置）とすると、この位置における水平方向の視野範囲がＷとなる。カメラ撮影画像の水平方向画角 Cから上記視野範囲Ｗに相当する水平方向画角Ｄにてカメラ撮影画像の中央部付近の一部画像を切り出して左右反転した画像をディスプレイ３の水平方向表示幅に合わせてカメラ撮影画像を拡大表示する。このようにして、これまでのルームミラーによる平面鏡等倍反射像に近似した撮影画像を表示することができ運転者は距離感を掴みやすくなる。

図４は、実施形態１におけるディスプレイ３の表示部を平面鏡に置き換えたと仮定したときのアイポイントHと平面鏡の位置関係から得られる等倍反射像の水平方向視野角Ｍを表した図である。

図５は、通常の車両における凸面鏡を用いたドアミラーを使用した場合の反射像の水平方向画角M２、および接近する後続車などを確認する頻度が高い距離をターゲット想定位置（例えば車両後方に適当な車間距離を想定した10m～30ｍ以上後方の位置）とした場合の水平方向の視野範囲Ｗ２を表した図である。

図６は実施形態２に係る車両後方撮影用のカメラとカメラの撮影画像をもとに表示ドライバーで加工した画像を運転者に向けて表示するディスプレイの配置の一例を示し、カメラ撮影画像から凸面鏡の反射像に近似した画像の切り出し方を示す図である。カメラ１１を通常のドアミラー設置位置付近に設置して、ディスプレイ３３の表示部を車室内のメーター部とフロントウインドウ下部の中間部でかつ運転者の正面よりカメラ１１寄り側に設置した場合を示している。広視野モードではカメラ撮影画像横方向範囲 C2そのままか、それに近い広範囲をディスプレイに表示するが、凸面鏡モードでは図５で説明したようにディスプレイ３３の表示部と同様の外形形状でかつ同等大きさの凸面鏡をカメラ１１の設置部に置いたと仮定して、アイポイントＨからの反射像の水平方向視野角をＭ２として、接近する後続車を確認する頻度が比較的高いターゲット想定位置（例えば車両後方に適当な車間距離を想定すると10m～30m以上後方の位置における水平方向の視野範囲Ｗ２となり、カメラ撮影画像水平方向画角 C２から上記視野範囲Ｗ２に相当する水平方向画角Ｄ２にて撮影画像の中央部付近の画像を切り出してディスプレイ３３の水平方向表示幅に合わせてカメラ撮影画像を拡大表示する。このようにして、これまでのドアミラーによる凸面鏡反射像に近似した撮影画像を表示することができ運転者は距離感を掴みやすくなる。

本発明の実施形態１および実施形態２におけるカメラ撮影画像から切り出して拡大表示した画像は、あらかじめ車両におけるカメラやディスプレイの配置やディスプレイの大きさなどを考慮して表示ドライバーに設定する方法か、あるいは運転者が簡単な操作で任意に拡大した画像を設定できるか、あるいはその両方の手段で設定できるようにして、設定された部分拡大画像を自動的に、あるいは簡単な操作で複数をメモリーでき、さらにこれらの部分拡大画像を簡単な操作で呼び出すことができる。

本発明の実施形態１および実施形態２におけるディスプレイ表示画像はカメラによる撮影画像の範囲内で上下方向や左右方向に専用の操作ボタンや、あるいはディスプレイ上の一連の簡単な操作（例えば表示画面上で指を押し当てスライドするなど）によって表示倍率を維持したまま表示範囲を動かすことができ、さらにその動かした位置をメモリーすることも可能とする。図７は図２の凸面鏡モードを例に表示画像を動かしたときのイメージを表した。

上記実施形態１や実施形態２においてターゲット想定位置が変化すると鏡面による反射像の画角MやM２とカメラ撮影画像から切り出して表示する画角DやD２との比率すなわちカメラの撮影画像から表示画像を切り出す倍率も変化する。また実施形態１のようにカメラとディスプレイの位置が車両の前後方向に大きく離れていると、その変化は顕著になる。そのため例えばミリ波レーダーなどのセンサーにより連続的に後続車などとの距離を検出して、その距離を基に表示ドライバー内で演算してカメラ撮影画像から表示画像を切り出すときの拡大倍率をできるだけ連続的に変化させることで鏡面による反射像により近づける機能を付加した実施形態１および実施形態２の電子後方視界システム。

本発明に係る電子後方視界システムは、カメラが撮像する車両の後方画像に対して画像処理を行いディスプレイに表示する車両用の後方視界システムに適用できる。

１ カメラ中央
１１ カメラ右
１１１ カメラ左
２ 表示ドライバー（表示画像処理装置）
３ ディスプレイ中央（表示装置）
２２ ディスプレイ右（表示装置）
２２２ ディスプレイ左（表示装置）
４ 操作ボタン、スイッチなど
５ 車両の状態（センサー入力など）
H アイポイント（運転者視点位置）
DMR ドアミラー右
DML ドアミラー左

Claims (3)

1. 比較的広角視野のレンズを使ったカメラの撮影画像を表示回路によって左右反転してディスプレイに表示する電子後方視界システムであって、カメラの撮影画像の水平方向画角をほぼそのままでディスプレイに表示するモードに加えて、従来のルームミラーやドアミラーの反射像から得られるものに近似した距離感を得るなどの目的でカメラの撮影画像を部分拡大してディスプレイに表示するモードを持たせた電子後方視界システム。
2. 前記部分拡大の画像は、あらかじめ車両におけるカメラやディスプレイの配置やディスプレイの大きさなどを考慮して表示ドライバーに設定する方法か、あるいは運転者が簡単な操作で設定できるか、あるいはその両方の手段で設定できるようにして、設定された部分拡大画像を自動的に、あるいは簡単な操作で複数をメモリーでき、さらにこれらの部分拡大画像を簡単な操作で呼び出すことができる請求項１の電子後方視界システム。
3. ディスプレイに表示した画像はカメラ撮影画像全体の範囲内であれば運転者が簡単な操作で上下左右方向に表示範囲を動かすことができるようにした請求項１および２の電子後方視界システム。

Images