(57)【要約】【課題】    自動車用電子ミラーにおいて従来の鏡式と類似した表示像の奥行を与えることで距離感を得やすくし、かつ近点の見づらい老眼の運転者も負担なく像が見られるようにする。【解決手段】    自動車用電子ミラーの画像表示装置の表示素子の手前に、凸レンズをその焦点距離よりも短い距離に配置し、表示装置の奥に虚像を表示する。もしくは従来の鏡式インサイドミラーを凹面鏡とし、その後方に焦点距離よりも短い距離に表示素子を配置し、凹面鏡の奥に虚像を表示する。虚像の奥行を鏡式後写鏡の像の奥行と同様にすれば、鏡式の見え方との差が少なく、また近点の見づらい老眼の運転者にも見やすい。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の後方もしくは側方をカメラで撮影し、画像表示装置にて表示する自動車用電子ミラーにおいて、画像表示装置の構成要素である画像表示素子の手前に結像光学系としてフレネル凸レンズをその焦点距離以内の距離に配置して、画像表示素子より奥に虚像を作った画像表示装置を運転者に対面して配置することで、運転者が従来の鏡式後写鏡のように奥にある虚像を観察できることを特徴とする自動車用電子ミラー。
【請求項２】
請求項１の自動車用電子ミラーにおいて、結像光学系フレネル凸レンズの代わりに凸レンズもしくは組み合わせ凸レンズを用いて同様の機能を持たせた自動車用電子ミラー。
【請求項３】
請求項１の自動車用電子ミラーにおいて、結像光学系フレネル凸レンズの代わりに凹面鏡を用いて同様の機能を持たせた自動車用電子ミラー。
【請求項４】
請求項１の自動車用電子ミラーにおいて、結像光学系フレネル凸レンズの代わりにマイクロレンズアレイを用い、画素ピッチを整合させた画像表示素子と組み合わせることにより、薄型にて奥行のある虚像の生成を可能とした画像表示装置を用い同様の機能を持たせた自動車用電子ミラー。
【請求項５】
車両の後方もしくは側方をカメラで撮影し、画像表示装置にて表示する自動車用電子ミラーにおいて、インサイドミラーの鏡面を凹面鏡としてインサイドミラーより車内後方で凹面鏡の焦点距離以内の位置にインサイドミラーに向けて設置した画像表示素子の画像により凹面鏡の奥に虚像を作り、運転者よりインサイドミラーの奥に後方の画像を虚像として見ることを可能にした自動車用電子ミラー。
【請求項６】
請求項５の自動車用電子ミラーにおいて凹面鏡の裏面に平面鏡を配置するか、凹面鏡の裏面を平面鏡にすることによりインサイドミラーの表裏を反転すると従来の鏡式の後写鏡としても使用できる自動車用電子ミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、自動車用電子ミラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】    近年、自動車の後写鏡を従来の鏡式から、カメラと画像モニターで構成される電子ミラーにて代替する研究が進められている。【０００３】    自動車用電子ミラーには、車両デザインの自由度の向上や画像処理による機能向上の利点が期待されている。しかしながら、鏡式から電子ミラーに変わることにより鏡式では鏡の奥に見えていた３次元の表示像が画像モニター面上の２次元の表示像になり奥行の距離感が損なわれ、違和感が生じる。また、運転者の視点と表示像の距離が小さくなるため、近点の見づらい老眼の運転者の視覚疲労が増すといった問題点がある。【０００４】    上記のような問題点を解決し、従来の鏡式から移行しても自然な奥行距離感を得られる技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８３６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】    通常の画像モニターを用いた自動車用電子ミラーでは、従来の鏡式では奥行を持って見えていた３次元の表示像が画像モニター平面上の２次元の表示となり、奥行の距離感が損なわれること。また、表示像が運転者の視点と近くなるため、近点の見づらい老眼の運転者の視覚疲労が増加すること。【０００７】    本発明は、このような自動車用電子ミラーの不備を解決し、違和感なくスムーズに鏡式から電子ミラーへ移行できる手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】    本発明は、上記目的を達成するために、自動車用電子ミラー画像表示装置に結像光学系を備えて奥に虚像を作ることで従来の鏡式と類似した表示像の奥行を実現し、電子ミラーへの移行の違和感を無くすと共に、運転者の視点と像の間の距離を確保することによって近点の見づらい老眼の運転者にも見やすいものとする。【０００９】    自動車用電子ミラーの画像表示素子には液晶パネルあるいは有機ＥＬパネル、またそれらに類似した表示素子を用いる。【００１０】    表示素子の前に凸レンズもしくは凹面鏡を、表示素子との距離がその凸レンズもしくは凹面鏡の焦点距離以内となる位置に設置する。この距離は虚像が所望の奥行位置となる設計条件にて決める。なお、奥行を調整できるよう距離は可変構成としても良い。【００１１】    凸レンズは薄く軽量な特長を持つフレネルレンズのほか、ガラス、プラスチックの在来形状のレンズおよび収差を低減した組み合わせレンズも使用でき、また微小レンズを集積したマイクロレンズアレイもマイクロレンズとピッチを整合した表示素子との組み合わせにおいて使用できる。【００１２】    凸レンズの代わりに凹面鏡を用いる場合、収差による像の歪みが問題となる場合は軸外し楕円面鏡を用いると歪みが低減する。【００１３】    本発明においては、上記凸レンズもしくは凹面鏡の働きにより、表示素子の表示画像は拡大を伴って表示素子よりも奥に虚像として表示され、その結果、運転者は結像光学系を備えた画像表示装置の奥に画像を見ることができる。とりわけドアミラー等のアウトサイドミラーを代替する場合、鏡式とほぼ同等の距離に像を見ることができ、眼のピント調節において同等であるため違和感がなく、また近点の見づらい老眼の運転者にも見やすいものとなる。【００１４】    鏡式インサイドミラーの代替に自動車用電子ミラーを用いる場合は、従来の鏡式のインサイドミラーを凹面鏡とし、インサイドミラーより車内後方で凹面鏡の焦点距離以内の位置にインサイドミラーに向けて設置した画像表示素子の画像により凹面鏡の奥に虚像を作る。運転者は従来の鏡式インサイドミラーと同位置のミラーの奥に虚像の表示画像を見ることができ、従来の鏡式との違和感が少ない。【００１５】    上記凹面鏡の背面を平面鏡とするか、凹面鏡の背面に平面鏡を設置することにより、インサイドミラーの表裏を反転すると容易に電子ミラーと鏡式ミラーを切り替えることができ、運転状況に応じた使い分けができるとともに、電子ミラー故障時にも瞬時に対応できる。【００１６】    本発明の構成では結像光学系により拡大された表示像が見られるため、表示素子が相対的に小型で済み、かつ画像表示装置の奥行方向の長さも所望の表示像の奥行距離より短く納まる。
【発明の効果】
【００１７】    以上のように本発明は自動車用電子ミラーにおいて、従来の鏡式と同様に奥に像を表示することで距離感の把握を容易にし、鏡式からの移行をスムーズにすると共に、近点の見づらい老眼の運転者の視覚疲労を低減する。これらの効果で安全性の向上が期待される。また、インサイドミラーについては、電子ミラーと従来の鏡式との切り替えが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】    以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。【００１９】    図１は本発明の自動車用電子ミラーの画像表示装置の構成を表す見取り図である。液晶パネルや有機ＥＬ等の表示素子１の手前に、フレネル凸レンズ２をレンズの焦点距離以内の設計により決めた距離で配置し、筐体３に収納する。なお、表示素子１上の矢印は表示素子の表示画像４を表す。【００２０】    図２は光学系の働きを表す断面図である。表示素子１の表示画像４はフレネル凸レンズ２の働きにより虚像５が作られ、観察者の視点６からはフレネル凸レンズ２を通し、表示素子１より奥の位置に虚像５を見ることができる。設計の一例として、フレネル凸レンズ２の焦点距離を１６０ｍｍ、表示素子の表示画像４とフレネル凸レンズ２の距離を１２０ｍｍとすると、フレネル凸レンズ２の奥約４８０ｍｍに虚像５が得られる。なお、これらの数値はレンズの焦点距離、レンズの収差、筐体の寸法的制約、求める像の奥行等の、設計要求条件を考慮して決められれば良い。【００２１】    図３は筐体体積削減のため、ミラー７にて光路を折り曲げたもので、奥に虚像をつくる機能は図２と同一である。【００２２】    フレネル凸レンズ２の代わりに通常型凸レンズまたは組合せレンズ８を用いることもでき、凸レンズは収差を減らすため組合せレンズとしても良い。なお重量、スペースの点ではフレネルレンズが有利である。【００２３】    凸レンズの代わりに凹面鏡９を用いた構成が図５で、フレネル凸レンズ、通常型凸レンズと同様に観察者の視点６から奥に虚像５を見ることができる。【００２４】    凸レンズ、凹面鏡の代わりにマイクロレンズアレイ１２を用いた構成が図７で、図８はその一部を拡大したものである。マイクロレンズとピッチを整合した表示素子１３の各画素の表示画像１５は各マイクロレンズ１４の働きによって、奥に各画素の虚像１６が得られる。この各画素の虚像１６の集積によりマイクロレンズアレイ１２より奥に虚像５を見ることができる。この方式はＩＰ（ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ）技術の応用であり、装置を薄型化できる可能性を持つ。【００２５】    本発明の自動車用電子ミラーは上記のように表示素子１と結像光学系を組み合わせて構成された図２のように、奥に像が見える画像表示装置を用いて従来の鏡式後写鏡のような画像の距離感を実現するものである。【００２６】    本発明の自動車用電子ミラーで、主にアウトサイドミラーに適用するタイプについて、従来の鏡式の右側アウトサイドミラー１８との比較で説明する。なお、左側アウトサイドミラーについては運転者とミラーの距離は違うものの、働きとしては類似である。鏡式アウトサイドミラーにおいて、右レーンの後続車１７は右側アウトサイドミラー１８に映り虚像１９となり、運転者２０は右側アウトサイドミラー１８の奥にこの虚像１９を見る。いま、右側アウトサイドミラー１８の曲率を一般的な１０００Ｒ程度とすると焦点距離は０．５ｍで、後続車１７との距離を１０ｍとして計算すると右側アウトサイドミラー１８に映った虚像１９のミラー面からの奥行は約０．４８ｍとなる。因みに後続車１７との距離が５ｍの場合、この値は約０．４６ｍ、２０ｍの場合約０．４９ｍとなる���【００２７】    次に自動車用電子ミラーのアウトサイドミラーについて図９、図１０および図１１を用いて説明すると、まず、鏡式の右側アウトサイドミラー１８と類似の位置にカメラ２１を設けて右側後方を撮影する。その画像を、本発明の画像表示装置２２にて表示するが、その設置位置は従来の右側アウトサイドミラー１８になるべく近い位置が習慣的に安心で、見落としも起きにくい最適な場所はインストルメントパネル２３の右端と考えられる。【００２８】    この位置は、運転者２０からの距離が従来の右側アウトサイドミラー１８と概略等しいので、ここに本発明の画像表示装置２２を設置し、その画像奥行距離を例えば００２０項の設計例のようにレンズ面から奥に０．５ｍ弱とすると、アウトサイドミラーに映った虚像１９と同等の距離感が得られ、また本発明の自動車用電子ミラーでは、運転者２０から像までの距離が通常１ｍ程度確保されるので、老眼の運転者にも見やすいものとなる。【００２９】    本発明の自動車用電子ミラーを従来の鏡式インサイドミラーと互換可能な構成とする場合は、図５、図６、図１２、および図１３の通りとする。凹面鏡９は従来の鏡式インサイドミラーの位置に設ける。なお、片面が凹面鏡、反対面が平面鏡に構成された反射鏡１０とすれば電子ミラーと鏡式の切り替えが容易になる。【００３０】    本発明の自動車用電子ミラー対応のインサイドミラーの凹面鏡９より、車内後方で凹面鏡９の焦点距離以内でかつ鏡式インサイドミラーの光路を妨げない上方の設計位置に、インサイドミラーの凹面鏡９に向けて設置されたインサイドミラー用画像表示素子２４の表示画像４により、凹面鏡９の奥に虚像５が作られ、運転者２０は従来の鏡式インサイドミラーと同様の位置の鏡の奥に虚像５の表示画像を見ることができる。【００３１】    上記凹面鏡９を、片面が凹面鏡、反対面が平面鏡に構成された反射鏡１０としておけば、インサイドミラーの表裏を反転すると図６の光学系となり、図１３に表す従来と同様の鏡式インサイドミラーとして後方を見ることができる。このように容易に電子ミラーと鏡式ミラーを切り替えることができるので、電子ミラー故障時にも瞬時に後方を確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】    本発明は自動車用電子ミラーにおいても、実際の奥行が表示される従来の鏡式と類似した奥行の像を表示できる手段を提供するもので、電子ミラーへのスムーズな移行と電子ミラー使用時の老眼や遠視の運転者の視覚的な疲労の軽減を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】    本発明の自動車用電子ミラーの画像表示装置の構成を表す見取り図。
【図２】    本発明の画像表示装置の光学系の働きを表す断面図。
【図３】    図２において平面鏡を用いて体積を減らした光学系の断面図。
【図４】    フレネル凸レンズの代替となる通常型凸レンズ。
【図５】    凸レンズの代わりに凹面鏡を用いた光学系の断面図。
【図６】    片面が凹面鏡、反対面が平面鏡に構成された反射鏡を用いた光学系の断面図。
【図７】    凸レンズの代わりにマイクロレンズアレイを用いた光学系の断面図。
【図８】    図７の一部分を拡大した断面図。
【図９】    鏡式アウトサイドミラーに映った虚像を表す見取図。
【図１０】    本発明の自動車用電子ミラーの画像表示装置の配置を表す平面図。
【図１１】    本発明の自動車用電子ミラーの画像表示装置をインストルメントパネルに設置した見取図。
【図１２】    本発明の自動車用電子ミラーをインサイドミラーとして設置した見取図。
【図１３】    本発明の自動車用電子ミラーによるインサイドミラーを鏡式インサイドミラーに切り替えた状態の見取図。
【符号の説明】
【００３４】    １．  表示素子
２．  フレネル凸レンズ
３．  筐体
４．  表示素子の表示画像
５．  虚像
６．  観察者の視点
７．  ミラー
８．  通常型凸レンズまたは組合せレンズ
９．  凹面鏡
１０．  片面が凹面鏡、反対面が平面鏡に構成された反射鏡
１１．  後方の物体等
１２．  マイクロレンズアレイ
１３．  マイクロレンズとピッチを整合した表示素子
１４．  各マイクロレンズ
１５．  表示素子の各画素の表示画像
１６．  各画素の虚像
１７．  右レーンの後続車
１８．  右側アウトサイドミラー
１９．  アウトサイドミラーに映った虚像
２０．  運転者
２１．  カメラ
２２．  本発明の画像表示装置
２３．  インストルメントパネル
２４．  インサイドミラー用画像表示素子
２５．  インサイドミラーを電子式から鏡式に切り替えた状態の平面鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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