JP4367603B2

JP4367603B2 - 車両用モニタ装置

Info

Publication number: JP4367603B2
Application number: JP2002127216A
Authority: JP
Inventors: 哲品田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: JP2003320897A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用モニタ装置に係り、とくに電子カメラで取込んだ映像を表示手段によって表示する車両用モニタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば実開平６−２５０６４号公報に開示されているように、自動車の車体であって外表面に臨む位置に電子カメラを取付けておき、このカメラによって映像を取込んで運転席の前方にある表示装置に表示すると、カメラで取込んだ映像を運転席で容易に確認することができる。このようなモニタ装置のカメラを例えば運転席から見えない死角、すなわち視野外範囲となる領域の映像を取込み得る位置に取付けておき、このような映像を運転席のモニタに映し出すと、該視野範囲外の死角となる領域の状況を確実に認識しながら運転を行なうことができ、これによって安全性が向上する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような車両用モニタ装置を構成するカメラは車両のボディの側面に配置されており、しかもこのカメラの視界が固定されていた。従って取込まれる映像の範囲が固定され、モニタによって映し出される位置が車体に対して相対的に決まっていた。このためにカメラの取付け角度によっては死角が発生し、画像を見ながら進行したとしても場合によっては障害物に接触し、これによって車体を傷つける等の危険があった。
【０００４】
そこでカメラそれ自体を可動とすることも考察されるが、カメラにはＣＣＤから信号を取出すための配線ケーブルを接続するために、冬期や寒冷地においては上記の配線が硬くなってカメラの回転が円滑に行かなくなる可能性があり、このような不具合を防止するためには環境変化に対応する十分な対策をとる必要があった。また車両は天候や走行状況に応じてその周囲の光量が大幅に変化するが、通常のＣＣＤカメラはこのようなダイナミックな光量の変化に対応することができず、このためにモニタに映し出される映像が必ずしも最適化できず、場合によっては見難い映像がモニタに映し出される問題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、見たい範囲の映像を任意に取込むことができ、天候や走行状態等に伴って発生するダイナミックな光量の変化に対応して撮像を最適化することが可能で、さらに外部からの衝撃による映像のブレをも防止することが可能な車両用モニタ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
【０００８】
本願の主要な発明は、電子カメラで取込んだ映像を表示手段によって表示する車両用モニタ装置において、
前記電子カメラを車両の所定の部位に固定して取付け、
前記電子カメラの光入力側に外側面が反射面を構成する多角形の反射体を設け、該反射体の前記外側面にそれぞれ別々のフィルタを配し、前記反射体の所定のフィルタが設けられた反射面の角度を変更することによって取込む映像の範囲を変更するとともに、前記反射体を回転させて別のフィルタが設けられた反射面で反射させて映像を取込むことによってフィルタの選択を行なうようにし、前記多角形の反射体が取込む映像の範囲を変更する手段とフィルタの選択手段とを兼用することを特徴とする車両用モニタ装置に関するものである。
【０００９】
ここで前記反射体が多角形の透明体であって、その外表面にそれぞれ別々のフィルタを備えるものであることが好ましい。あるいはまた前記反射体が３角形、４角形、または５角形の透明体であって、その外表面にそれぞれ別々のフィルタを備えるものであることが好ましい。
【００１０】
また、前記反射体に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、前記反射体に加わる加速度に応じて前記反射体を制御する制御手段とを具備し、映像ブレを防止するように前記制御手段が前記反射体を制御してよい。また外部に光を照射するライトの照射方向を変更可能にし、前記ライトの照射方向の変更に連動して前記反射体の角度を変更してよい。
【００１１】
【００１２】
本願に含まれる発明の好ましい態様は、車体あるいは車輪が障害物等に不測に衝突しないように運転者にとって死角となる運転席からは視野範囲外の映像を取込む電子カメラと、このカメラの前方に設けたプリズムまたは鏡と、上記プリズムまたは鏡を可動させる可動部と、撮像された画像を最適化するいわゆるＡＧＣ回路を有し、これらをコントロールするＣＰＵを備えた車両用モニタ装置において、必要に応じて電子カメラが所望の範囲の映像を取込むように上記プリズムまたは鏡をコントロールするコントロール手段を備え、あるいは必要に応じて上記プリズムの反射面に形成されているフィルタを交換することによって最適画像を得るようにし、あるいはまた外部を照射する光源の照射方向の変更に同期してプリズムが向きを変え、これによって映像を取込む対象を変化させるようにした車両用モニタ装置である。
【００１３】
このような態様によれば、とくにプリズムまたはミラーを回転させることによって一定の映像しか見えなかったものがより広い視野を得ることができるようになる。またプリズムのフィルタを選択することによって夜間や日中、直射日光等の条件によらず、あるいはまたトンネル等の走行位置の条件によらずに、電子カメラによって最適画像を取込んでモニタに表示できるようになる。また電子カメラを固定式にし、プリズムまたはミラーを可動式とすることによって、カメラに接続されるケーブルが硬くなっても動作が損われることがなく、信頼性を確保できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態に係る車両用モニタ装置のシステムの構成をブロックによって示したものであって、ここでは車両の外側部の所定の位置に取付けられるＣＣＤカメラ１０を備える。ＣＣＤカメラ１０は画像信号出力側が画像処理回路１１に接続されるとともに、この画像処理回路１１がＣＰＵ１２に接続されている。そして画像処理回路１１はその映像出力を表示部１３に供給するようになっており、これらのＣＣＤカメラ１０、画像処理回路１１、ＣＰＵ１２、および表示部１３によって車両用モニタ装置の主要部が構成される。
【００１５】
この車両用モニタ装置は反射体１６をＣＣＤカメラ１０の光入力側に備えることを顕著な特徴とする。反射体１６は例えばガラスまたはアクリル系やＡＢＳ系等の透明樹脂から成る透明体から構成され、この反射体１６の上下にはそれぞれ支軸１７が同軸状に取付けられる。そして上側の支軸１７はアクチュエータ１８の出力軸に直結されるとともに、下側の支軸１７が下側のアクチュエータ１９に直結される。
【００１６】
上下のアクチュエータ１８、１９はそれぞれドライバ２１、２２によってその回転角度が制御されるようになっている。なおドライバ２１、２２を制御するためにＣＰＵ２３が設けられるとともに、さらにこのＣＰＵ２３には加速度センサ２４が接続されている。加速度センサ２４はカメラ１０あるいは反射体１６に衝撃が加わった場合にそのことを検出し、これに応じてアクチュエータ１９を作動させて映像ブレを矯正するようにＣＰＵ２３に対して外部から加わる衝撃に応じた検出信号を供給するものである
【００１７】
さらにこの車両用モニタ装置は、ＣＣＤカメラ１０によって取込む映像の選択を行なうための操作パネル２７を備えている。操作パネル２７はＣＰＵ１２に接続されている。またこの車両の運転席に設けられているステアリングホイール２８の周囲には操舵角センサ２９が設けられており、この操舵角センサ２９が上記ＣＰＵ１２に接続され、操舵角の情報をＣＰＵ１２に供給している。
【００１８】
次にヘッドランプ３２の回転のための構造を説明すると、ヘッドライト３２等の外部を照射するライトには支軸３３が設けられるとともに、この支軸３３をアクチュエータ３４によって回転させ、その向きを可変にしている。そして上記アクチュエータ３４を駆動するドライバ３５がＣＰＵ１２によって制御されるようになっている。
【００１９】
次に上記ＣＣＤカメラ１０の前方に配されている反射体１６について説明する。反射体１６は図２Ａに示すように、例えば３角形のガラス体から構成され、その外側の３つの面にそれぞれフィルタ４０が形成されている。例えば所定の面には可視光フィルタ４１が形成され、別の面には近赤外フィルタ４２が形成されてよい。このようなフィルタ４０、４１、４２を形成しておくと、この反射体１６の回転に応じて、光が透過するフィルタが変化することになり、これによって外部の走行状況や光の量に応じて最適なフィルタを選択できるようになる。
【００２０】
なおフィルタ４０を備える反射体１６としては図２Ａに示すような３角形のものに限られることなく、例えば図２Ｂに示すような４角形の反射体であってよく、あるいはまた図２Ｃに示すように５角形の反射体であってよい。図２Ｂに示すような４角形の反射体であると、４種類のフィルタ４０をその外周部にそれぞれ形成することができる。また図２Ｃに示すように５角形の反射体１６を用いると、５種類のフィルタ４０をその外周部に順次形成することが可能になる。
【００２１】
なお反射体１６の構成としては、単一の反射体１６に代えて図３に示すように、複数の反射体１６を組合わせて用いることも可能である。この場合にその内の少なくとも１つの反射体を回転可能に構成しておくことにより、取込む映像の範囲を選択できるようになる。
【００２２】
図４はこのような車両用モニタ装置を構成するＣＣＤカメラ１０と反射体１６の配置例を示しており、ここでは例えば車体の右前方にＣＣＤカメラ１０を取付けるとともに、その斜め下方に反射体１６を配するようにしている。これによってとくに右前方の死角となる領域の映像を表示装置１３によって表示することが可能になる。
【００２３】
以上のような構成において、運転者が操作パネル２７の操作を行なうと、この操作パネル２７の出力がＣＰＵ１２に供給され、これによってこの車両用モニタ装置が制御される。映像の範囲を変更する操作を操作パネル２７によって行なうと、ＣＰＵ１２からＣＰＵ２３にその情報が送られ、ＣＰＵ２３によってドライバ２１が制御され、アクチュエータ１８によって反射体１６の回転角度が変更され、これによってこの反射体１６で反射してＣＣＤカメラ１０に取込まれる映像が変化する。また操作パネル２７によってフィルタの変更の指示を与えると、その信号がＣＰＵ１２からＣＰＵ２３に伝達され、ドライバ２１によってアクチュエータ１８が駆動され、これによって反射体１６の使用する反射面が変更され、フィルタ４０の変更が行なわれる。
【００２４】
上記の反射体１６による取込む映像の変更と反射体１６上のフィルタ４０の変更とは、ともにアクチュエータ１８によって反射体１６を回転駆動して行なうために、両方の動作を一緒に行なうようにしてもよい。
【００２５】
次にヘッドライト３２によるビームの方向に応じて、ＣＣＤカメラ１０によって取込む映像を変更する動作を説明する。この動作はステアリングホイール２８を回転操作することによって、操舵角センサ２９が操舵角を検出する。そしてこの操舵角に関する情報がＣＰＵ１２に送られ、ドライバ３５がアクチュエータ３４を制御することによって、ヘッドライト３２の方向が変更される。
【００２６】
しかもこのときに操舵角センサ２９によって検出される操舵角に関する情報が、ＣＰＵ１２からＣＰＵ２３に送られ、ドライバ２１によってアクチュエータ１８が駆動され、反射体１６の角度が変更される。従ってＣＣＤカメラ１０が取込む映像がヘッドライト３２の照射方向に連動して変化することになり、常に適正な明るい映像をＣＣＤカメラ１０によって取込み、これを表示部１３によって表示することが可能になる。
【００２７】
次に衝撃あるいは振動による表示部１３の映像ブレを防止するための動作を説明する。加速度センサ２４がこのモニタ装置を備える車体に加わる加速度を検出する。そしてこの加速度センサ２４の出力がＣＰＵ２３に供給される。ＣＰＵ２３はこれに応じてドライバ２２を制御し、ドライバ２２によってアクチュエータ１９が反射体１６を衝撃を相殺する方向に回転振動させる。従ってＣＣＤカメラ１０によって取込まれる映像のブレをこの反射体１６の回転振動によって防止することができ、安定な映像がＣＣＤカメラ１０に取込まれる。従って表示部１３に現われる表示がブレることがない。
【００２８】
次に上記ＣＰＵ１２あるいはＣＰＵ２３による制御動作を説明する。図５はＣＰＵ１２による取込む映像の選択の動作を示すものであって、操作パネル２７の入力値を読込むとともに、見たい位置の検出をＣＰＵ１２によって行なう。そして角度の変更が必要かどうかの判断を行なうとともに、角度の変更が必要であると判断した場合にはＣＰＵ１２が回転角度の演算を行ない、この演算出力計算値をＣＰＵ２３を介してドライバ２１に供給し、アクチュエータ１８を駆動する出力を発生する。
【００２９】
図６はフィルタ４０の変更の動作を示すものであって、操作パネル２７はフィルタの変更のための選択入力があった場合には、その入力値を読込む。そして選択されたフィルタを検出するとともに、現在使用しているフィルタとの異同によってフィルタの変更が必要かどうかの判断を行なう。フィルタの変更が必要な場合には回転角度の演算が行なわれ、この演算に基いた出力をアクチュエータ１８を駆動するドライバ２１に駆動信号として出力する。
【００３０】
図７はヘッドライト３２の回転角度に応じて反射体１６の角度を変更するためのＣＰＵ１２の動作を示す。ＣＰＵ１２は操舵角センサ２９の出力を読込み、ヘッドライト３２の照射方向を検出する。そしてヘッドライト３２の方向を変更するかどうかの判断を行なうとともに、変更が必要な場合にはヘッドライト３２の回転角度の演算を行なう。そしてこの演算値をドライバ３５を介してアクチュエータ３４に駆動信号として出力する。同時にこのときにＣＰＵ１２は連動して回転する反射体１６の回転角度の演算を行ない、この演算値をアクチュエータ駆動信号としてドライバ２１に供給する。従ってヘッドライト３２の方向の変更に応じて反射体１６の回転角度が変更される。
【００３１】
図８はＣＰＵ２３による映像ブレの防止のための動作を示す。ここでは加速度センサ２４の出力をＣＰＵ２３が読込んで振動の方向と大きさを検出する。そしてサーボ動作が必要かどうかの判断を行なうとともに、必要な場合にはサーボ量の演算を行ない、アクチュエータ１９を駆動する駆動信号をドライバ２２に出力する。従ってこれに応じて回転体１６が微小角度回転して映像ブレを防止する。
【００３２】
このように本実施の形態の車両用モニタ装置は、図１に示すＣＣＤカメラ１０の前方にプリズム状の反射体１６を配し、アクチュエータ１８によってこの反射体１６を回転させることによって受像エリアを変化させる。また別のアクチュエータ１９は反射体１６の角度を微妙に変化させて映像ブレを防止させるためのものである。
【００３３】
ＣＣＤカメラ１０によって取込まれた映像に関する電気信号をＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＲＧＢ等の表示を行なうことができる画像情報を生成する画像処理用ＩＣから成る画像処理回路１１に供給する。そしてこの画像処理回路１１で処理された信号が表示部１３に送られて表示される。しかもこのシステムは上記反射体１６の回転を制御するためにＣＰＵ２３が備えられ、このＣＰＵ２３によって加速度センサ２４からの信号を用いて反射体１６の回転のサーボ量をコントロールすることによって映像ブレを防止している。また運転者の入力操作を行なうための操作パネル２７からの信号およびステアリングホイール２８の回転角度を検出する操舵角センサ２９の出力をＣＰＵ１２によって制御している。
【００３４】
このような車両用モニタ装置によれば、車体の側部の固定した位置からしか見えなかったモニタ装置を、より広い視野から映像を取込むことが可能な広い視写角を有する車両用モニタ装置にすることができる。またフィルタ４０の変更によって夜間や日中、あるいは直射日光の条件によらずに、カメラの最適画像を設定することができ、適正な画像をＣＣＤカメラ１０で取込むことが可能になる。またこのモニタ装置はＣＣＤカメラ１０それ自体は移動することがなく、反射体１６の回転制御のみによって視野の変更やフィルタの交換あるいは映像ブレを防止しているために、カメラと接続されるケーブルが動くことがなく、信頼性が改善される。
【００３５】
以上本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願に含まれる発明は上記実施の形態によって限定されるものではなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態は車両の右前方にＣＣＤカメラ１０を取付けたモニタ装置であるが、本願発明はその他各種の部位にＣＣＤカメラ１０を取付けたモニタ装置に広く適用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
【００３７】
【００３８】
本願の主要な発明は、電子カメラで取込んだ映像を表示手段によって表示する車両用モニタ装置において、電子カメラを車両の所定の部位に固定して取付け、電子カメラの光入力側に外側面が反射面を構成する多角形の反射体を設け、該反射体の外側面にそれぞれ別々のフィルタを配し、反射体の所定のフィルタが設けられた反射面の角度を変更することによって取込む映像の範囲を変更するとともに、反射体を回転させて別のフィルタが設けられた反射面で反射されて映像を取込むことによってフィルタの選択を行なうようにし、多角形の反射体が取込む映像の範囲を変更する手段とフィルタの選択手段とを兼用するようにしたものである。
【００３９】
従ってこのような車両用モニタ装置によれば、反射手段を変位させることによって複数種類のフィルタの内の１つを任意に選択することが可能になり、夜間や日中、直射日光等の条件によらず、あるいはまたトンネル等の走行状態にかかわらず、電子カメラによって取込まれる映像を最適映像に設定することが可能になる。
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用モニタ装置のシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】同モニタ装置の反射体の平面図である。
【図３】複数の反射体を用いた光学系の要部斜視図である。
【図４】カメラと反射体の配置例を示す自動車の側面図である。
【図５】制御動作を示すフローチャートである。
【図６】制御動作を示す別のフローチャートである。
【図７】制御動作を示すさらに別のフローチャートである。
【図８】制御動作を示すさらに別のフローチャートである。
【符号の説明】
１０‥‥ＣＣＤカメラ、１１‥‥画像処理回路、１２‥‥ＣＰＵ、１３‥‥表示部、１６‥‥反射体、１７‥‥支軸、１８‥‥アクチュエータ、１９‥‥アクチュエータ、２１‥‥ドライバ、２２‥‥ドライバ、２３‥‥ＣＰＵ、２４‥‥加速度センサ、２７‥‥操作パネル、２８‥‥ステアリングホイール、２９‥‥操舵角センサ、３２‥‥ヘッドライト、３３‥‥支軸、３４‥‥アクチュエータ、３５‥‥ドライバ、４０‥‥フィルタ、４１‥‥可視光フィルタ、４２‥‥近赤外フィルタ

Claims

電子カメラで取込んだ映像を表示手段によって表示する車両用モニタ装置において、
前記電子カメラを車両の所定の部位に固定して取付け、
前記電子カメラの光入力側に外側面が反射面を構成する多角形の反射体を設け、該反射体の前記外側面にそれぞれ別々のフィルタを配し、前記反射体の所定のフィルタが設けられた反射面の角度を変更することによって取込む映像の範囲を変更するとともに、前記反射体を回転させて別のフィルタが設けられた反射面で反射させて映像を取込むことによってフィルタの選択を行なうようにし、前記多角形の反射体が取込む映像の範囲を変更する手段とフィルタの選択手段とを兼用することを特徴とする車両用モニタ装置。
前記反射体が多角形の透明体であって、その外表面にそれぞれ別々のフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用モニタ装置。
前記反射体が３角形、４角形、または５角形の透明体であって、その外表面にそれぞれ別々のフィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用モニタ装置。
前記反射体に加わる加速度を検出する加速度検出手段と、前記反射体に加わる加速度に応じて前記反射体を制御する制御手段とを具備し、映像ブレを防止するように前記制御手段が前記反射体を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両用モニタ装置。
外部に光を照射するライトの照射方向を変更可能にし、前記ライトの照射方向の変更に連動して前記反射体の角度を変更することを特徴とする請求項１に記載の車両用モニタ装置。