(57)【要約】【課題】  車室内において、プロジェクタ部にて車両側方の映像を投影得することで、車両側方に物理的ミラーを設置することなく運転者に車両側方の映像を提示する。【解決手段】  本発明の電子サイドミラー装置は、車両のフロントウィンドウ２１、もしくは、サイドウィンドウ２３に配設されるホログラフィック光学素子２０と、車両の側方を撮像する撮像部１１と、ホログラフィック光学素子２０に少なくとも撮像部１１で撮像された映像を投影するプロジェクタ部１０とを備え、ホログラフィック光学素子２０は、プロジェクタ部１０が投影する映像を、所定観察位置の方向に回折させることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のフロントウィンドウ、もしくは、サイドウィンドウに配設されるホログラフィック光学素子と、
前記車両の側方を撮像する撮像部と、
前記ホログラフィック光学素子に少なくとも前記撮像部で撮像された映像を投影するプロジェクタ部とを備え、
前記ホログラフィック光学素子は、前記プロジェクタ部が投影する映像を、所定観察位置の方向に回折させることを特徴とする
電子サイドミラー装置。
【請求項２】
前記撮像部は、車両のドア部、または、フェンダー部の少なくとも一方に設置されることを特徴とする
請求項１に記載の電子サイドミラー装置。
【請求項３】
前記サイドウィンドウの開閉状態に応じて、前記プロジェクタ部の映像投影位置を切り換える制御部を備えることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の電子サイドミラー装置。
【請求項４】
前記プロジェクタ部は、前記サイドウィンドウに配設されたホログラフィック光学素子に映像を投影し、
前記サイドウィンドウの開閉状態に応じて、前記プロジェクタ部の映像投影位置にホログラフィック光学素子が配設された補助ウィンドウを展開することを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の電子サイドミラー装置。
【請求項５】
前記ホログラフィック光学素子は、光学拡大機能を有することを特徴とする
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の電子サイドミラー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室内において、運転者に車両側方の映像を提供することで運転者に車両周囲の状況を的確に把握させ、安全性の向上を図る電子サイドミラー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両が車線変更を行う際、車両の側面の様子を運転者が確認するためには、車両のドア部に配置されたドアミラーや、フェンダー部に配置されたフェンダーミラーが使用されている。このようなドアミラー、フェンダーミラーは、鏡を含む部材を含んで構成されており、また、十分な視野角を運転者に提供するため車両の側方から突き出して配置されている。
【０００３】
また、特許文献１、特許文献２には、車両の側方を確認するための装置として、車室内ミラーの両横に左右のサイドミラーに対応する映像を表示する表示装置を一体不可分に結合し、車載カメラ群にて撮影された自車両周囲画像を表示する表示装置を設けた車両周辺監視装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３０５５８号公報
【特許文献２】特開２００９−７５９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来のドアミラー、フェンダーミラーは、実際に車両側方を映し出す鏡を利用するため、部材が車両側方に突き出した構成となり、車両デザインの自由度を制限するものとなっていた。さらにドアミラーでは、車両の側方に死角が形成されるため、運転者はドアミラーを確認すると同時に死角部分については実際にその方向を視認して確認する必要があった。
【０００６】
また、ドアミラー、フェンダーミラーに代えて、引用文献１、引用文献２に記載される車両周辺装置を採用することも考えられるが、車室内ミラーに表示装置を一体不可分に設けたことで車室内ミラー自体が大型化することで、運転者の視認性が悪化することが考えられる。そして、表示装置には液晶表示装置などの自己発光型表示装置が用いられているため、表示中にあっては、運転者以外の同乗者にとってはうっとうしく感じられる場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の電子サイドミラー装置は、車両のフロントウィンドウ、もしくは、サイドウィンドウに配設されるホログラフィック光学素子と、前記車両の側方を撮像する撮像部と、前記ホログラフィック光学素子に少なくとも前記撮像部で撮像された映像を投影するプロジェクタ部とを備え、前記ホログラフィック光学素子は、前記プロジェクタ部が投影する映像を、所定観察位置の方向に回折させることを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明の電子サイドミラー装置において、前記撮像部は、車両のドア部、または、フェンダー部の少なくとも一方に設置されることを特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明の電子サイドミラー装置は、前記サイドウィンドウの開閉状態に応じて、前記プロジェクタ部の映像投影位置を切り換える制御部を備えることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明の電子サイドミラー装置において、前記プロジェクタ部は、前記サイドウィンドウに配設されたホログラフィック光学素子に映像を投影し、前記サイドウィンドウの開閉状態に応じて、前記プロジェクタ部の映像投影位置にホログラフィック光学素子が配設された補助ウィンドウを展開することを特徴としている。
【００１１】
さらに、本発明の電子サイドミラー装置において、前記ホログラフィック光学素子は、光学拡大機能を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
以上、本発明によれば、撮像部で車両の側方を撮像する構成を採用したことで、車両のデザイン性、空力性などの向上を図ることが可能となる。また、従来のドアミラー、フェンダーミラーと比較して、撮像部で十分な視野角を確保することができ、運転者に対して死角の少ない車両側方の映像を提供することが可能となる。
【００１３】
また、プロジェクタ部による投影映像は、遠方結像させることが可能となり、観察者は焦点移動を頻繁に行うことなく、外景と投影映像の観察を行うことができる。そして、角度選択性に優れたホログラフィック光学素子を使用することで、観察者（運転者）にのみ投影像を観察させることが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明では、従来のドアミラーやフェンダーミラーが配置されていた位置に映像を表示することが可能となり、運転者に対して従来と同様の使用感を提供することができる。特に、投影像をサイドウィンドウに投影した場合には、サイドウィンドウが開状態における対応動作、対応構成を採用することで、運転者は車両側方の様子を視認することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る電子サイドミラー装置を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係る電子サイドミラー装置を示す図。
【図３】本発明の実施形態で用いるホログラフィック光学素子を示す図。
【図４】本発明の実施形態に係る電子サイドミラー装置を示す図。
【図５】本発明の実施形態に係る電子サイドミラー装置の制御構成を示す図。
【図６】本発明の実施形態に係るプロジェクタ装置を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る電子サイドミラー装置を示す図。
【図８】本発明の他の実施形態に係る電子サイドミラー装置を示す図。
【図９】本発明の他の実施形態に係る電子サイドミラー装置の制御を示すフロー図。
【図１０】本発明の他の実施形態で使用する補助ウィンドウを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る電子サイドミラー装置を示した図であって、車両内部から前方をみた様子を示している。本実施形態は、フロントウィンドウ２１の左右下方に、それぞれ電子サイドミラー装置を配設した構成としている。
【００１７】
左右に配置された電子サイドミラー装置は、それぞれ、プロジェクタ装置１０Ｒ、１０Ｌ（プロジェクタ部）、ドアカメラ（撮像部）１７Ｒ、１７Ｌ、ホログラフィック光学素子２０Ｒ、２０Ｌ、また、図示しないがドアカメラ１７Ｒ、１７Ｌで撮像した映像を処理
してプロジェクタ装置１０Ｒ、１０Ｌに供給する制御部を備えている。
【００１８】
ここでは、右側に配置されている電子サイドミラー装置について説明する。左側の電子サイドミラー装置についても構成は同様である。本実施形態では、ドアカメラ１７Ｒは、従来のドアミラーが設けられた位置に配置され、車両側方部の撮像を行う。撮像部としては、このように従来のドアミラー位置に限らず、フェンダー部などに配置することしてもよい。さらには、複数の撮像部で撮像した映像を合成、あるいは、切り換えて投影することとしてもよい。このように、ドアカメラ１７Ｒは、観察者（運転者）から視認できる位置に配設する必要がないため、車両側方の映像を十分に撮像できる位置に配設することが可能となる。また、従来のミラーと異なり小型のカメラを配置するだけでよいため、車両デザインの自由度を上げることも可能となる。
【００１９】
また、フロントウィンドウ２０の内面には、ホログラフィック光学素子２０が貼着されている。なお、フロントウィンドウ２１に対するホログラフィック光学系２０の配設方法については、内面に貼着することの他、フロントウィンドウ２１の外面に貼着したり、２枚の透明基材に挟むなど適宜方法が採用できる。
【００２０】
プロジェクタ装置１０Ｒは、ドアカメラ１７Ｒで撮像された映像を、フロントウィンドウ２０に配設されたホログラフィック光学素子２０Ｒに対して投影する。このとき、撮像された映像をそのまま投影することも考えられるが、撮像された映像から必要とされる範囲を切り出し、また、必要であれば変形処理などを制御部で行って投影するとよい。これらの処理は、運転者の体格や着座位置によって変化する眼の位置、すなわち、観察位置などに応じて調整することで、外景と一体感のある映像を投影することが可能となる。なお、観察位置の検出は、カメラで運転者の顔を検出してもよいし、座席の調整位置や着座状況をセンサで検出して判断してもよい。なお、外景と投影映像を区別して観察できるように、投影映像は周囲に縁部が付された映像としてもよい。このようにすることで、従来のサイドミラーと同様の視認性を提供することが可能となる。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態に係る電子サイドミラー装置であって、電子サイドミラー装置の垂直方向における断面となっている。車両の側方を撮像するドアカメラ１７Ｒによって撮像された映像は、プロジェクタ装置１０Ｒにてフロントウィンドウ２１に配設されたホログラフィック光学素子２０に投影される。本実施形態ではホログラフィック光学素子２０を利用するため、観察される像をホログラフィック光学素子２０の位置ではなく、遠方結像させることも可能となっている。そのため、観察者は外景を見るのと略同様の焦点距離にて投影される映像を視認することが可能となり、頻繁な焦点の移動を抑えることが可能となる。
【００２２】
図３は、本発明の実施形態で用いるホログラフィック光学素子を説明するための図である。ホログラフィック光学素子２０は高い透過性を有しており、外来光はほとんど損失のないままこのホログラフィック光学素子２０を透過する。したがって、ホログラフィック光学素子２０をフロントウィンドウ２１に配設した場合においても、外景はそのまま透過され観察することが可能となる。
【００２３】
また、ホログラフィック光学素子２０は、所定方向から発せられた入射光（再生光）を、所定方向に回折する優れた角度選択性を有している。さらに、回折光が集光点に向けて回折するようホログラフィック光学素子２０を製作することでレンズ機能（光学拡大機能）を持たせることも可能となる。本実施形態では、ホログラフィック光学素子２０の優れた角度選択性を利用することで、予め設定された観察位置においては、プロジェクタ装置１０にて投影された映像を観察可能とし、他の位置では、当該映像を不可視とすることができる。特に、車室内では運転者のみに投影映像を観察させることができ、他の同乗者に
対する映像による違和感を防ぐことが可能となる。
【００２４】
図４は、本発明の実施形態に係る電子サイドミラー装置を示す図であって、図１の実施形態における水平方向の断面図となっている。図中右側に配置された電子サイドミラー装置では、プロジェクタ装置１０Ｒから発せられた入射光１は、ホログラフィック光学素子２０Ｒにて所定方向に回折し、運転者（観察者）の視点位置である観察位置に回折光１として入射し、プロジェクタ装置１０Ｒによる映像を視認させる。ホログラフィック光学素子２０Ｒは優れた角度選択性を備えるため、観察位置以外での視認性はほとんど無い。したがって、助手席など同乗者はフロントウィンドウ２０に投影された映像を視認することはできず、違和感の無い車内を実現できる。
【００２５】
一方、左側に配置された電子サイドミラー装置も同様であって、プロジェクタ装置１０Ｌから発せられた入射光２は、ホログラフィック光学素子２０Ｌにて所定方向に回折し、運転者（観察者）の視点位置である観察位置に回折光２として入射し、プロジェクタ装置１０Ｌによる映像を観察者に視認させる。この左側に位置する電子サイドミラー装置は、助手席に座る同乗者に近い位置にあるため、このプロジェクタ部１０Ｌにて投影された映像を同乗者に視認させない効果は非常に高い。
【００２６】
図５は、本発明の実施形態に係る電子サイドミラー装置の制御構成を示す図である。本実施形態では、左右の電子サイドミラー装置は独立して制御されている。制御部３０は、右側の電子サイドミラー装置を制御する第１映像処理部３１と、左側の電子サイドミラー装置を制御する第２映像処理部３２の機能を有している。制御部３０は、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＲＡＭなどの各種記億装置を備えて構成され、各映像処理部の処理を例えば時分割で実行する。
【００２７】
また、図１では左右ドアカメラ１７Ｒ、１７Ｌによる撮像を説明したが、この左右ドアカメラ１７Ｒ、１７Ｌ以外に、左右フェンダーカメラ１８Ｒ、１８Ｌを設けることとしてもよい。各映像処理部３１、３２は、複数のカメラの映像を切り換え、あるいは、合成して各プロジェクタ装置１０Ｒ、１０Ｌに供給する。
【００２８】
さらに、電子サイドミラー装置の制御に、車両の速度やハンドルの切り角度など車両制御情報や、ＧＰＳを利用した車両位置情報などの車両情報を利用することとしてもよい。必要な状況でのみプロジェクタ装置１０Ｒ、１０Ｌを動作させることや、状況に応じて投影映像の大きさを変化させたり、表示を切り換えることが可能となる。
【００２９】
さらに、制御部３０は、各種カメラによる映像以外に、車両情報に基づいて映像を形成する画像描画エンジン３２を採用し、各種カメラからの映像と一緒に車両情報に基づく映像をプロジェクタ装置１０に出力するよう構成してもよい。車両情報に基づく映像としては、車速（車両制御情報）による速度計や、車両位置情報を利用した誘導方向などの他に、隣接車線を後方から接近する車両などを気付かせるアラート表示などが採用できる。
【００３０】
さらに、入力部を備え、操作者（主として運転者）による投影映像の各種調整を行うことが可能としても良い。入力部のインターフェイスとしては、スイッチやボリューム、あるいは、画面とスイッチ（タッチパネル）、あるいは音声入力による制御装置などを組み合わせなどが考えられる。また、入力部は機能的に大きさ調整部、位置調整部、表示項目変更部などを備え、制御部３０に対して、操作者の入力を伝えることで、プロジェクタ装置１０で投影する映像を調整することが可能としても良い。
【００３１】
大きさ調整部は、投影する映像の大きさの変更指示を行うことを可能とする。位置調整部は、投影する映像位置の変更指示を行うことを可能とする。操作者（運転者）は、これ
ら、の調整部にて自分の嗜好にあった大きさ、位置にサイドミラーとしての映像投影位置を調整することができる。さらに、入力部には表示項目変更部を設けることとしてもよい。この表示項目変更部は、画像描画エンジン３３による各種情報映像を選択、変更することを可能としている。このように、本実施形態では、入力部を設けたことで、操作者（運転者）は、自分の好みに応じて大きさ、位置、表示する情報を適宜選択することが可能となり、従来のサイドミラーと比較して各人の嗜好に柔軟に対応することが可能となる。
【００３２】
図６は、本発明の実施形態に係るプロジェクタ装置を示す図である。本実施形態では、光源にレーザーを用いるとともに、画像を形成する画像形成部に液晶表示素子を用いた構成としている。レーザー光源１１は、レーザー半導体１１２、発散光学系１１１などを含んで構成される光源装置であって、レーザー半導体１１２から放射された出力光を、発散光学系１１１にて所定の照射断面形状に揃えて外部に出力する。
【００３３】
レーザー光源１１から出力された出力光は、ビームエキスパンダ１２にて、バックライトとして必要な面積に調整された後、画像形成部１３の背後に照射される。本実施形態では、この画像形成部１３として、液晶表示素子１３１を用いた液晶表示手段が採用されている。レーザー光源１１の出力光は、拡散板１３２にて強度分布が均一となるように調整された後、液晶表示素子１３１に形成された画像を背後から照射して、プロジェクション光学系１４を介して投影像を形成する。
【００３４】
なお、本実施形態では一例として上記構成のプロジェクタを説明したが、光源はＬＥＤやその他自己発光素子でも構わないし、画像形成部にＬＣＯＳやＤＬＰ、その他の画像デバイスを用いても良い。ＥＬ素子やＦＥ素子など自己発光素子を用いたディスプレイを光源＋画像形成部の代わりとしてもよい。
【００３５】
観察者は、ホログラフィック光学素子２０を介してこの投影像を観察する。これは、ホログラフィック光学系２０が有する偏光機能により可能となるものであるが、ホログラフィック光学素子２０にレンズ機能（光学拡大機能）を持たせることで、観察者に大きな映像を提供することができるとともに、プロジェクタ装置１０内のプロジェクション光学系１４の小型化を図り、プロジェクタ装置１０自体の小型化を図ることも可能となる。
【００３６】
図７、図８は、本発明の他の実施形態に係る電子サイドミラー装置を示す図である。本実施形態では、前述の電子サイドミラー装置がフロントウィンドウ２１に映像を投影していたのに対し、サイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌに投影する点で異なっている。このように、投影する対象をサイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌとしたことで、従来のドアミラーと同様の位置に映像を形成することが可能となり、仮想的なドアミラーとして機能させることが可能となる。さらに、前述のフロントウィンドウ２０に投影する実施形態と組み合わせる、すなわち、フロントウィンドウ２０とサイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌの両方に投影することで提供する映像の拡大を図ることもできる。フロントウィンドウ２０とサイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌの両方に映像を投影する形態としては、フロントウィンドウ２０、サイドウィンドウ２３Ｒのそれぞれにプロジェクタ装置１０Ｒを設けることとしてもよいし、１台のプロジェクタ装置１０にて両者に映像を投影することとしてもよい。
【００３７】
通常、車両ではサイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌを開閉することが可能となっている。本実施形態のようにサイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌを開状態とした場合には、投影すべき位置にホログラフィック光学素子２０Ｒ、２０Ｌが配されたサイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌが無い状態となる場合がある。そのため、本実施形態では、各種制御を行う、あるいは、所定構成を採用することで解決を図ることとしている。
【００３８】
図９は、サイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌに映像が投影できないことを考慮した制御フ
ロー図を示したものである。Ｓ１０１にてサイドウィンドウ２３の開閉度が検知される。Ｓ１０２では、開閉度が大、すなわち、プロジェクタ装置１０による映像が投影できない程度にサイドウィンドウ２３が開かれたことを判断した場合には、Ｓ１０３の対応動作をとる。一方、開閉度が大でないと判断した場合にはＳ１０４のプロジェクタ装置１０による通常表示が実行される。
【００３９】
Ｓ１０３の対応動作としては、例えば、サイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌに対する投影に代え、図１に示したようなフロントウィンドウ２１に切り換えることが考えられる。この場合、フロントウィンドウ２０、サイドウィンドウ２３毎にプロジェクタ装置１０を設けておくことや、フロントウィンドウ２０とサイドウィンドウ２３の投影位置を十分カバーする広角なプロジェクタ装置１０を利用し、画素を表示領域分だけ部分的に駆動することでソフトウェア的に実行し、表示範囲を切り換えることなどが考えられる。
【００４０】
このようにプロジェクタ装置１０による投影位置を切り換える他に、投影対象となる位置を確保することも考えられる。具体的には、投影位置となるサイドウィンドウ２３Ｒ、２３Ｌが無くなった位置に補助ウィンドウ２４Ｒを展開し、投影位置を確保することとしている。図１０は、この補助ウィンドウ２４Ｒの展開の様子を示した図であって、サイドウィンドウ２３Ｒの下降に伴って、補助ウィンドウ２４Ｒを展開（上昇）させ、投影位置を確保している。この補助ウィンドウ２４Ｒにもホログラフィック光学素子２０が配設されている。投影位置を確保する方法としては、他に、ホログラフィック光学素子２０をサイドウィンドウ２３とは独立させて固定しておき、サイドウィンドウ２３が下降した場合において投影位置が移動しない構成としてもよい。
【００４１】
以上、本発明によれば、撮像部で車両の側方を撮像する構成を採用したことで、車両のデザイン性、空力性などの向上を図ることが可能となる。また、従来のドアミラー、フェンダーミラーと比較して、撮像部で十分な視野角を確保することができ、運転者に対して死角の少ない車両側方の映像を提供することが可能となる。
【００４２】
また、プロジェクタ装置１０による投影映像は、遠方結像させることが可能となり、観察者は焦点移動を頻繁に行うことなく、外景と投影映像の観察を行うことができる。そして、角度選択性に優れたホログラフィック光学素子２０を使用することで、観察者（運転者）にのみ投影像を観察させることが可能となる。
【００４３】
さらに、本発明では、従来のドアミラーやフェンダーミラーが配置されていた位置に映像を表示することが可能となり、運転者に対して従来と同様の使用感を提供することができる。特に、投影像をサイドウィンドウに投影した場合には、サイドウィンドウが開状態における対応動作、対応構成を採用することで、運転者は車両側方の様子を視認することが可能となっている。
【００４４】
なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１０Ｒ、１０Ｌ…プロジェクタ装置、１１…レーザー光源、１１１…発散光学系、１１２…レーザー半導体、１２…ビームエキスパンダ、１３…画像形成部、１３１…ＬＣＤ、１３２…拡散板、１４…プロジェクション光学系、１５…凹面鏡、１７Ｒ、１７Ｌ…ドアカメラ（第１撮像部）、１８Ｒ、１８Ｌ…フェンダーカメラ（第２撮像部）、２０Ｒ、２０Ｌ…ホログラフィック光学素子、２１…フロントウィンドウ、２２Ｒ、２２Ｌ…ピラー部、２３Ｒ、２３Ｌ…サイドウィンドウ、２４Ｒ…補助ウィンドウ、３０…制御部、３１…第１映像処理部、３２…第２映像処理部、３３…画像描画エンジン
【図１】
2011213186.tif 000003
【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】
2011213186.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011213186.tif 000011
【図１０】
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