(57)【要約】      （修正有）【課題】後輪周辺の状況を適切に伝達可能な画像表示装置を提供する。【解決手段】自車両の後方及び側方の環境を撮像する撮像手段と、撮像手段が撮像画像又は撮像画像に基づいて生成された生成画像を表示画像として表示する表示手段とを備える画像表示装置を、表示手段は、自車両後方の領域を含む表示画像を表示する第１の領域Ａ１と、第１の領域に隣接して配置され、自車両側方の領域を含む表示画像を表示する第２の領域Ａ２Ｒ，Ｌとを有し、第２の領域に表示される表示画像は、表示範囲の下端部に相当する画角を第１の領域に表示される表示画像に対して下方へ拡大するとともに、少なくとも後輪ＲＷの接地箇所近傍が含まれるようにした構成とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の後方及び側方の環境を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した撮像画像又は前記撮像画像に基づいて生成された生成画像を表示画像として表示する表示手段と
を備える画像表示装置であって、
前記表示手段は、自車両後方の領域を含む前記表示画像を表示する第１の領域と、前記第１の領域に隣接して配置され、自車両側方の領域を含む前記表示画像を表示する第２の領域とを有し、
前記第２の領域に表示される前記表示画像は、表示範囲の下端部に相当する画角を前記第１の領域に表示される前記表示画像に対して下方へ拡大するとともに、少なくとも後輪の接地箇所近傍が含まれるようにしたこと
を特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
自車両の車室内に設定した仮想視点から見て車体側部でありかつ車体後部に設定された基準点よりも自車両前方側に相当する領域を前記第２の領域に表示すること
を特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
自車両の車室内に設定した仮想視点から見て車両最後方に設けられたピラーの前縁部、後縁部、中心軸の少なくとも一つに実質的に沿って配置された基準線よりも自車両前方側に相当する領域を前記第２の領域の表示すること
を特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
運転者のアイポイントを検出するアイポイント検出手段を備え、
前記仮想視点は、前記運転者のアイポイント近傍に設定されること
を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の後側方を撮像した画像を表示する画像表示装置に関し、特に後輪周辺の状況を適切に伝達可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両において、車両の後側方監視手段として、既存のミラー類に代えて、あるいは、これらと併用して、車体側部、後部等に設けられたカメラによって撮像した画像を表示する画像表示装置（カメラモニタリングシステム）を用いることが提案されている。
【０００３】
このような画像表示装置に関する従来技術として、例えば特許文献１には、左右ドアミラー近傍に取り付けられたＣＣＤカメラにより撮影した車両左右側方画像と、後部に取り付けられたＣＣＤカメラにより撮影した車両後部画像とを、インストルメントパネルに設置した液晶パネルに表示する車両周辺状況表示装置において、左右側方及び後方の３つの画像の無限遠点を合わせて１つの無限遠点を設け、１つの仮想視点から見たように左右側方及び後部画像を画像合成することが記載されている。
特許文献２には、車体左右に設けられたカメラによる撮像画像を運転者に表示する車両の後方モニタ装置において、ステア操作、ウインカ操作、ブレーキ、トランスミッションの操作等に応じて、各画像の表示を拡大又は縮小することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２５７４８２号公報
【特許文献２】特開平  ６−２２７３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、車両後方の画像には自車両のトランクリッドが含まれ、車両側方の画像にはドアパネル上部の一部が含まれることが記載されている。
しかし、車両が幅員の小さい屈曲路を走行する場合や、縁石に近づけて駐車する場合などでは、車体上部と障害物の関係ではなく、後輪及びその予想軌跡と縁石、路肩、障害物等との関係のほうが脱輪やタイヤの損傷等のトラブルを防止するため重要となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、後輪周辺の状況を適切に伝達可能な画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、自車両の後方及び側方の環境を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した撮像画像又は前記撮像画像に基づいて生成された生成画像を表示画像として表示する表示手段とを備える画像表示装置であって、前記表示手段は、自車両後方の領域を含む前記表示画像を表示する第１の領域と、前記第１の領域に隣接して配置され、自車両側方の領域を含む前記表示画像を表示する第２の領域とを有し、前記第２の領域に表示される前記表示画像は、表示範囲の下端部に相当する画角を前記第１の領域に表示される前記表示画像に対して下方へ拡大するとともに、少なくとも後輪の接地箇所近傍が含まれるようにしたことを特徴とする画像表示装置である。
これによれば、自車両側方の領域を含む第２の領域に表示される画像の視野を下方へ拡大し、後輪の接地箇所近傍を表示することによって、後輪と障害物等との位置関係を容易かつ正確に把握することができ、脱輪や車両の損傷を適切に防止することができる。
また、自車両後方の領域を含む画像を表示する第１の領域と、第２の領域とを隣接して表示することによって、直接目視することが容易な自車両前方を除く実質的に全方位の状況を直感的に把握することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、自車両の車室内に設定した仮想視点から見て車体側部でありかつ車体後部に設定された基準点よりも自車両前方側に相当する領域を前記第２の領域に表示することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置である。
請求項３に係る発明は、自車両の車室内に設定した仮想視点から見て車両最後方に設けられたピラーの前縁部、後縁部、中心軸の少なくとも一つに実質的に沿って配置された基準線よりも自車両前方側に相当する領域を前記第２の領域の表示することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置である。
これらの各発明によれば、自車両の後輪や、自車両が車線変更等を行う際に他車両との接触等が懸念される領域（自車両側方の領域）が第２の領域に含まれるよう、第２の領域を適切に設定することができる。
また、車体の特定箇所を基準とすることによって、ユーザが第１の領域と第２の領域との境界を、車体サイズ、形状の感覚（車両間隔）と関連付けて直感的に認識することができる。
【０００８】
請求項４に係る発明は、運転者のアイポイントを検出するアイポイント検出手段を備え、前記仮想視点は、前記運転者のアイポイント近傍に設定されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像表示装置である。
これによれば、第１の領域と第２の領域とを設定する基準となる仮想視点と、ユーザが肉眼により目視する際の視点位置を近づけることにより、違和感なく直感的に認識可能な画像を生成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、後輪周辺の状況を適切に伝達可能な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用した画像表示装置の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の画像表示装置における後側方カメラ等の配置を示す模式的斜視図である。
【図３】実施形態の画像表示装置を有する車両におけるユーザ視界の一例を示す図である。
【図４】実施形態の画像表示装置における表示画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した画像表示装置の実施形態について説明する。
実施形態の画像表示装置は、例えば乗用車等の自動車に設けられ、車体後側方をカメラによって撮像した画像を、ドライバ等のユーザに提示するカメラモニタリングシステムである。
【００１２】
図１は、実施形態の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
画像表示装置１は、後側方画像処理ユニット１０、後方カメラ１１、左後側方カメラ１２、右後側方カメラ１３、ステレオカメラ処理ユニット２０、左前方カメラ２１、右前方カメラ２２、環境認識ユニット３０、左後側方レーダ３１、右後側方レーダ３２、ドライバモニタリングユニット４０、ドライバモニタリングカメラ４１、表示画像生成ユニット５０、表示制御ユニット６０、ＬＣＤ７０等を有して構成されている。
【００１３】
後側方画像処理ユニット１０は、後方カメラ１１、左後側方カメラ１２、右後側方カメラ１３の出力信号を処理し、画像データとして出力するデジタル信号処理装置である。
後側方画像処理ユニット１０が出力する映像信号は、環境認識ユニット３０及び表示画像生成ユニット５０に伝達される。
後方カメラ１１、左後側方カメラ１２、右後側方カメラ１３は、車両周囲の状況を動画撮影して映像信号をリアルタイム出力するものであり、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子及びその駆動装置、レンズ等を備えている。
【００１４】
図２は、実施形態の画像表示装置における後側方カメラ等の配置を示す模式的斜視図である。
後方カメラ１１は、車体Ｂの後端部における車幅方向中央部に、光軸方向を車両後方側に向けて配置される。
左後側方カメラ１２は、車体Ｂの左側面部に、光軸方向を後方側かつ車幅方向外側に向けて配置されている。
左後側方カメラ１２は、例えば、サイドミラー１３０に隣接した箇所に配置される。
左後側方カメラ１２の視野（撮像可能範囲）Ｆ１２は、後方カメラ１１の視野Ｆ１１と部分的にラップし、自車両の後方から左側方に至る範囲の全てが少なくともいずれかのカメラによって、実質的に死角がないように撮像されるようになっている。
右後側方カメラ１３（図２においては不図示）は、左後側方カメラ１２と実質的に左右対称に配置されている。
【００１５】
ステレオカメラ処理ユニット２０は、左前方カメラ２１、右前方カメラ２２がそれぞれ撮像した映像に公知のステレオカメラ処理を施し、自車両前方の物体及びその自車両からの距離を検出するものである。
ステレオカメラ処理ユニット２０の出力は、環境認識ユニット３０に伝達される。
左前方カメラ２１、右前方カメラ２２は、車両前方の状況を動画撮影して映像信号をリアルタイム出力するものであり、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子及びその駆動装置、レンズ等を備えている。
左前方カメラ２１、右前方カメラ２２は、例えば、車室内におけるフロントウインドウガラス上端部付近に、左右方向に離間して配置されている。
【００１６】
環境認識ユニット３０は、後側方画像処理ユニット１０、ステレオカメラ処理ユニット２０、左後側方レーダ３１、右後側方レーダ３２等から提供される情報に基づいて、自車両周囲の環境を認識するものである。
ここで、認識される環境として、自車両が走行する自車両走行車線の車線形状、自車両走行車線に隣接する隣接車線の車線形状、自車両の周囲を走行する他車両、歩行者、建造物（例えば、建物、ガードレール、標識、信号機、橋げた、トンネル、中央分離帯、路側帯等）等の障害物等を含む。
【００１７】
左後側方レーダ３１、右後側方レーダ３２は、自車両の後側方に存在する他車両等の物体を検出するものである。
左後側方レーダ３１、右後側方レーダ３２として、例えば、ミリ波レーダを用いることができる。
左後側方レーダ３１、右後側方レーダ３２は、他車両が存在する場合に自車両に対する他車両の相対位置を検出することが可能であり、環境認識ユニット３０は、この相対位置の推移に基づいて、他車両の自車両に対する相対速度を算出することが可能である。
左後側方レーダ３１、右後側方レーダ３２は、車体後部における左右（例えばリアバンパ内部等）に配置されている。
【００１８】
ドライバモニタリングユニット４０は、ドライバモニタリングカメラ４１が撮像した画像に基づいて、ユーザ（手動運転時におけるドライバ）の姿勢、挙動、視線方向等を検出するものである。
ドライバモニタリングカメラ４１は、車室内におけるドライバの前方側に設けられている。
ドライバモニタリングユニット４０は、ユーザが車両後方を振り返って車両後側方の状況を直接目視する場合の視点位置を検出する視点検出手段として機能する。
【００１９】
表示画像生成ユニット５０は、後側方画像処理ユニット１０、環境認識ユニット３０、ドライバモニタリングユニット４０からの入力に基づいて、ＬＣＤ７０に表示される表示画像を生成するものである。
表示画像生成ユニット５０の機能及び生成される表示画像の例については、後に詳しく説明する。
なお、表示画像は、後方カメラ１１、左後側方カメラ１２、右後側方カメラ１３が撮像した映像に所定の画像処理を施した実写画像（撮像画像）であってもよく、また、実写画像に対応する情報を表示するコンピュータグラフィックス等（撮像画像に基づいて生成した生成画像）であってもよい。また、実写画像とコンピュータグラフィックスとを重畳するなどして合成して用いてもよい。
【００２０】
表示制御ユニット６０は、表示画像生成ユニット５０が生成する表示画像を、ＬＣＤ７０に表示させるディスプレイ駆動装置である。
ＬＣＤ７０は、ユーザ（乗員・手動運転時における運転者）の前方側に設けられ、表示画像をユーザに対して表示する表示手段である。
車室内におけるＬＣＤ７０の配置については、後に詳しく説明する。
【００２１】
図３は、実施形態の画像表示装置を有する車両におけるユーザ視界の一例を示す図である。
図３に示すように、車両は、フロントガラス１１０、フロントドアガラス１２０、サイドミラー１３０、インストルメントパネル１４０、ステアリングホイール１５０、Ａピラー１６０、ルーフ１７０、ルームミラー１８０等を有する。
【００２２】
フロントガラス１１０は、ドライバの前方側に配置されている。
フロントガラス１１０は、実質的に横長の矩形状に形成され、前方が凸となる方向に湾曲した２次曲面ガラスである。
フロントガラス１１０は、上端部が下端部に対して車両後方側となるように後傾して配置されている。
【００２３】
フロントドアガラス１２０は、乗員の乗降に用いられる左右フロントドアの上部であって、ドライバの側方に設けられている。
フロントドアガラス１２０は、昇降式の本体部１２１、及び、本体部１２１の前部に設けられた固定式の三角窓部１２２を有する。
【００２４】
サイドミラー１３０は、ドライバが左右後方視界を確認するものである。
サイドミラー１３０は、左右フロントドアのアウタパネルから車幅方向外側に突出している。
ユーザ視界において、サイドミラー１３０は、例えば、フロントドアガラス１２０の本体部１２１の前端部近傍に見えるようになっている。
【００２５】
インストルメントパネル１４０は、車室内においてフロントガラス１１０の下方に設けられた内装部材である。
インストルメントパネル１４０は、各種計器類、表示装置、スイッチ類、空調装置、助手席エアバッグ装置、膝部保護エアバッグ装置等が収容される筐体としても機能する。
インストルメントパネル１４０は、コンビネーションメータ１４１、マルチファンクションディスプレイ１４２、ナビゲーション装置ディスプレイ１４３等が設けられる。
【００２６】
コンビネーションメータ１４１は、運転席の正面に設けられ、速度計、エンジン回転計、距離計などの各種計器類をユニット化したものである。
コンビネーションメータ１４１には、ＬＣＤ７０が内蔵されている。
マルチファンクションディスプレイ１４２は、インストルメントパネル１４０の車幅方向中央部における上部に設けられた例えばＬＣＤ等の画像表示手段である。
ナビゲーション装置ディスプレイ１４３は、インストルメントパネル１４０の車幅方向中央部における下部に設けられている。
【００２７】
ステアリングホイール１５０は、ドライバが手動運転時に操舵操作を入力する環状の操作部材である。
ステアリングホイール１５０は、ドライバの前方に実質的に正対して設けられる。
コンビネーションメータ１４１は、ユーザ視界において、ステアリングホイール１５０の上半部における内径側から目視可能となっている。
【００２８】
Ａピラー１６０は、フロントガラス１１０の側端部及びフロントドアガラス１２０の前端部に沿って配置された柱状の車体構造部材である。
Ａピラー１６０の車室内側の面部は、樹脂製のピラートリムによってカバーされている。
【００２９】
ルーフ１７０は、フロントガラス１１０の上端部から後方にのびて形成されている。
ルーフ１７０の車室内側の面部は、樹脂製のルーフトリムによってカバーされている。
ルーフ１７０の車幅方向中央部における前端部には、左前方カメラ２１、右前方カメラ２２が収容されるステレオカメラ収容部１７１が設けられている。
【００３０】
ルームミラー１８０は、車室内に設けられた後方確認用のミラーである。
ルームミラー１８０は、図示しないステーを介してフロントガラス１１０の車幅方向中央部における上端部近傍に設けられている。
【００３１】
次に、本実施形態におけるＬＣＤ７０の表示画像について説明する。
以下説明する表示画像は、表示画像生成ユニット５０によって生成される。
図４は、実施形態の画像表示装置における表示画像の一例を示す図である。
実施形態においては、車体側部でありかつ車体後部に基準点Ｐ（図２参照）を設定し、車室内に設定される仮想視点から見て基準点Ｐよりも車両後方側に相当する領域を第１の領域Ａ１とし、基準点Ｐよりも車両前方側に相当する領域を第２の領域Ａ２Ｌ（左側）、Ａ２Ｒ（右側）とする。
本実施形態においては、基準点Ｐは、例えば、リアバンパ後部かつ側端部のコーナ部に設定されている。
仮想視点は、例えば、ドライバモニタリングユニット４０が検出したユーザ（手動運転時のドライバ）の頭部位置に設定される。
【００３２】
図４に示すように、第１の領域Ａ１の画像と、左右それぞれの第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒの画像とは、同一の表示画像Ｉ１として、ＬＣＤ７０に連続的に表示される。
第１の領域Ａ１の画像は、主に後方カメラ１１によって撮像された車両後方の画像である。
第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒの画像は、主に左後側方カメラ１２、右後側方カメラ１３によって撮像された車両後側方の画像である。
【００３３】
左側の後側方状況を示す第２の領域Ａ２Ｌの画像は、第１の領域Ａ１の画像の左側に、連続して、あるいは、隣接して表示される。
右側の後側方状況を示す第２の領域Ａ２Ｒの画像は、第１の領域Ａ１の画像の右側に、連続して、あるいは、隣接して表示される。
ここで、第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒに表示される画像は、表示範囲の下端部に相当する画角（カメラを基準としたときに画像に含まれる角度範囲）を、第１の領域Ａ１に表示される画像に対して下方に拡大し、視野を下方に拡大している。
第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒの画角、撮像範囲は、少なくとも車両の後輪ＲＷの下端部、及び、接地箇所近傍が含まれるように設定される。
図４に示す例においては、自車両後方を示す第１の領域Ａ１には、自車両の後方を追走する後続車両ＦＷが表示されている。
右側の第２の領域Ａ２Ｒには、自車両の走行車線２０１と隣接する隣接車線２０２、これらの間を区画する白線２０３等が表示されている。
左側の第２の領域Ａ２Ｌには、自車両の左側に隣接して走行車線２１１の側端部に沿って延在する縁石２０４が表示されている。
【００３４】
また、図４に示すように、第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒは、ＬＣＤ７０の画面上においても、その下端部が第１の領域Ａ１の下端部に対して下方へ張り出すように表示される。
このとき、第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒにおける表示倍率を、第１の領域Ａ１における表示倍率よりも大きくしてもよい。
【００３５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒの画像の下端部の画角を第１の領域Ａ１に対して下方へ拡大し、後輪ＲＷの接地箇所近傍が表示されるようにしたことによって、後輪ＲＷが縁石、路肩、障害物等と接触したり、脱輪するリスクを適切に判断することができる。
また、自車両後方の領域を含む画像を表示する第１の領域Ａ１と、第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒとを隣接して表示することによって、直接目視することが容易な自車両前方を除く実質的に全方位の状況を直感的に把握することができる。
（２）ドライバモニタリングユニット４０が検出したユーザの頭部位置に基づいて設定した仮想視点から見て、リアバンパの後側端部に設定した基準点Ｐよりも車両前方側の領域を第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒに表示することによって、自車両が車線変更等を行う際に後続車両ＦＶ等との接触等が懸念される領域が第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒに含まれるよう、第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒを適切に設定することができる。
また、車体の特定箇所を基準とすることによって、ユーザが第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒとの境界を、車体サイズ、形状に関するユーザ自身の感覚（車両感覚）と関連付けて直感的に認識することができる。
また、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２Ｌ，Ａ２Ｒとを設定する際の基準となる仮想視点と、ユーザが肉眼により目視する際の視点位置を近づけることにより、違和感なく直感的に認識可能な画像を生成することができる。
【００３６】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）画像表示装置やこれが搭載される車両の構成は、上述した実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、カメラ、レーダ類の数量や配置は適宜変更することができる。実施形態においては、後方カメラ及び左右の後側方カメラをそれぞれ１つ備えているが、複数備える構成としてもよい。また、例えば単一の広角カメラを用いて、後方カメラと後側方カメラとを兼用する構成としてもよい。
（２）実施形態は、リアバンパの後部かつ側端部に基準点Ｐを設定しているが、基準点の設定は適宜変更することが可能である。例えば、トランクリッド上面部やルーフにおける後端部かつ側端部や、リアコンビネーションランプ近傍など、任意の箇所に基準点を設定してもよい。
また、このような基準点に代えて、仮想視点から見て車体最後部に設けられたピラー（３ボックス車等の場合はＣピラー、ステーションワゴン車等の場合はＤピラー）の前縁部、後縁部に実質的に沿って配置された基準線よりも前方側を第２の領域としてもよい。
また、仮想視点の位置もユーザ頭部に位置に限定されず、適宜変更することができる。例えば車室内に設けられるルームミラーの位置を仮想視点としてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１    画像表示装置                      １０    後側方画像処理ユニット
１１    後方カメラ                        １２    左後側方カメラ
１３    右後側方カメラ                    ２０    ステレオカメラ処理ユニット
２１    左前方カメラ                      ２２    右前方カメラ
３０    環境認識ユニット                  ３１    左後側方レーダ
３２    右後側方レーダ
４０    ドライバモニタリングユニット      ４１    ドライバモニタリングカメラ
５０    表示画像生成ユニット              ６０    表示制御ユニット
７０    ＬＣＤ
１１０    フロントガラス                  １２０    フロントドアガラス
１２１    本体部                          １２２    三角窓部
１３０    サイドミラー                    １４０    インストルメントパネル
１４１    コンビネーションメータ
１４２    マルチファンクションディスプレイ
１４３    ナビゲーション装置ディスプレイ
１５０    ステアリングホイール            １６０    Ａピラー
１７０    ルーフ                          １７１    ステレオカメラ収容部
１８０    ルームミラー
Ｉ１    表示画像
Ａ１    第１の領域                        Ａ２    第２の領域
Ｆ１１    後方カメラ視野                  Ｆ１２    左後側方カメラ視野
２０１    走行車線                        ２０２    隣接車線
２０３    白線                            ２０４    縁石
【図１】
2018177134.tif 000003
【図２】
2018177134.tif 000004
【図３】
2018177134.tif 000005
【図４】
2018177134.tif 000006