JP4606336B2 - 車両周辺視認装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、車両の周辺の画像を撮像して車室内にて表示する車両周辺視認装置に関する。

図６に示したように、例えば特許文献１のように、車両１の前端部に撮像カメラ３を設置し、この撮像カメラ３で車両前方における左右方向それぞれの撮像領域５ａ，５ｂを撮像して、その映像を車室内の所定の表示装置７に表示するようにした車両周辺視認装置がある。

この車両周辺視認装置の表示装置７における表示例を図７に示す。従来においては、撮像カメラ３で撮像された映像９ａ，９ｂが、表示装置７の画面内において左右に並べて設定された画像表示領域１１ａ，１１ｂにそれぞれ表示される。また、表示装置７の画面の中央部には、左右の映像９ａ，９ｂを分割するマスク画像１３が映像９ａ，９ｂの上に重ね合わされて表示されている。

特開２００４−１７３０７１号公報

特許文献１では、撮像カメラ３で車両前方における左右方向それぞれの撮像領域５ａ，５ｂを撮像して、その映像９ａ，９ｂを、図７のように表示装置７の画面にマスク画像１３を介して左右に分割表示させていたが、この場合は、左右の各映像９ａ，９ｂが中央部でマスク画像１３によって分断されてしまい、運転者等がフロントガラスを通して見る実際の前方景色との位置関係が明確に表示されていなかったことから、表示装置７に表示された映像がどの方向を撮像したものなのか分かりにくかった。

そこで、本発明の課題は、撮像カメラで撮像した映像を視認しやすくできる車両周辺視認装置を提供することにある。

第１の発明に係る車両周辺視認装置は、車両に搭載されて前記車両の周辺領域を撮像し、垂直方向よりも水平方向に大きい視野角を有する撮像カメラと、（ａ）所定のマスク画像が記憶されたマスク画像記憶部と、（ｂ）前記撮像カメラによって撮像された映像、及び前記マスク画像記憶部から読み出された前記マスク画像を合成して合成映像を作成する画像合成部とを有する電子制御ユニットと、前記車両の車室内に設置され、前記合成映像が表示される表示画面を有する表示装置とを備え、前記マスク画像は、前記表示画面の上辺に沿って表示される上側マスクと、前記表示画面の下辺に沿って表示される下側マスクとを有し、前記表示画面の上下方向である第１方向における前記上側マスクと前記下側マスクとの間隔は、前記表示画面の左右方向である第２方向における中央領域ほど狭く両端部領域ほど広いことを特徴とする。

第２の発明に係る車両周辺視認装置は、第１の発明に係る車両周辺視認装置において特に、前記上側マスクは、前記表示画面の前記上辺に沿って表示される上辺マスク領域と、前記表示画面の中央部に表示される中央マスク領域とを有し、前記第１方向における前記上辺マスク領域と前記下側マスクとの間隔は、前記中央領域ほど狭く前記両端部領域ほど広く、前記中央マスク領域が前記上辺マスク領域の中央部に繋がることにより、前記上辺マスク領域と前記中央マスク領域とが一体の領域として表示されることを特徴とする。

第３の発明に係る車両周辺視認装置は、第２の発明に係る車両周辺視認装置において特に、前記電子制御ユニットは、自動車の形状を模した車両画と、前記車両画を基準として前記撮像カメラの水平方向の視野範囲を表す視野範囲画とを組み合わせた形象画像が記憶された形象画像記憶部をさらに有し、前記画像合成部は、前記形象画像記憶部から読み出された前記形象画像を、前記合成映像の前記中央マスク領域に重畳して合成することを特徴とする。

第４の発明に係る車両周辺視認装置は、第１〜第３のいずれか一つの発明に係る車両周辺視認装置において特に、前記第１方向における前記下側マスクと前記表示画面の前記上辺との間隔が、前記中央領域ほど狭く前記両端部領域ほど広くなるように、前記下側マスクは略円弧状に湾曲していることを特徴とする。

第１の発明に係る車両周辺視認装置によると、車両の前方から左右にかけて連続的に広がった映像が表示画面に表示されるため、表示画面の観察者は、つながり感のある映像を視認することが可能となる。しかも、第１方向（表示画面の上下方向）における上側マスクと下側マスクとの間隔は、第２方向（表示画面の左右方向）における中央領域ほど狭く両端部領域ほど広い。そのため、表示画面の観察者は、パノラマ感のある映像を視認することが可能となる。

第２の発明に係る車両周辺視認装置によると、フロントガラスを通じて運転者が直接目視可能な、表示画面の中央部に、中央マスク領域が表示される。表示画面の中央部に中央マスク領域を表示することにより、表示画面の左右部の表示を強調することが可能となる。

第３の発明に係る車両周辺視認装置によると、車両画と視野範囲画とを組み合わせた形象画像を重畳して表示することにより、運転者は、表示画面に表示される映像の方向性を容易に認識できる。その結果、撮像カメラによって撮像された映像の運転者による視認が容易となる。

第４の発明に係る車両周辺視認装置によると、表示画面の下辺に沿って表示される下側マスクは、第１方向における下側マスクと表示画面の上辺との間隔が、中央領域ほど狭く両端部領域ほど広くなるように、略円弧状に湾曲している。そのため、下側マスクが車両の前側のバンパーを模した形状に見えることになり、運転者は、この下側マスクを基準として、パノラマ感のある映像として車両の前方直下を撮像した映像領域を視認することが可能となる。

＜構成＞
図１は本発明の一の実施の形態に係る車両周辺視認装置が搭載された車両を示す平面図、図２は同じくその側面図、図３は車両周辺視認装置を示すブロック図である。

この車両周辺視認装置は、駐車場や見通しの悪い交差点等で、運転者にとって死角となる視野範囲を含む車両２１の周囲の所定の視野範囲Ａ１，Ａ２を撮像するものであって、図１〜図３の如く、車両２１の外部を撮像するよう取り付けられる撮像カメラ２３と、この撮像カメラ２３からの映像信号を受信して画像処理等の所定の信号処理を行うカメラ用電子制御ユニット２５と、カメラ用電子制御ユニット２５で信号処理された映像を表示する表示装置２７とを備える。

各撮像カメラ２３は、例えば図４に示すような構成を有し、図１及び図２に示されるように車両２１の前端中央部に設置されるもので、図４の如く、広視野角レンズであるレンズ系３１と、撮像素子３３と、それらを収容するケース３５とを備えている。尚、この図１及び図２に示した実施の形態では、車両２１の前端中央部や側部等にカメラ２３を設置しているが、その他、例えば車両２１の後端部に設置して駐車場やその他の周囲を見渡しにくい場所で車両２１の後方を撮像してバック発進及びバック駐停車をしやすくするようにしても差し支えないのは勿論である。

レンズ系３１は、その前端部を除いてレンズケース３７に収容された状態でケース３５内に収容されており、シリンドリカルレンズや回転対称なレンズ等の複数のレンズ４５ａ，４５ｂ，４７ａ，４７ｂ，４９ａ，４９ｂ，４９ｃを光軸方向に順次配置することで、各撮像カメラ２３においてそれぞれ要求される広い視野範囲Ａ１，Ａ２の映像を撮像できるようになっている。具体的に、車両２１の前端中央部の撮像カメラ２３は、水平方向の視野範囲Ａ１が垂直方向の視野範囲Ａ２よりも広いことが要求され、よって、レンズ系３１による水平方向視野角は、例えば１８０°以上かつ２７０°以下（例えば、１９０°程度）に設定され、また垂直方向視野角が例えば７１°程度に設定されている。これにより、この撮像カメラ２３は、図５に示したように、車両２１の前方の左右方向に亘って広く連続したつながり感のある映像を撮像することが可能となっている。

撮像素子３３は、図４の如く、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）によって構成され、回路基板３９上に実装された状態で、ケース３５内におけるレンズ系３１の後方側に設置されている。尚、回路基板３９は、撮像素子３３で撮像された映像について、符号化等を行って、ケーブル４１を通じて伝送するのに相応しい所定の信号形式に変換するものである。

尚、図４中のケーブル４１は、各撮像カメラ２３に対する電源、制御信号の供給、及び画像信号の取り出し等を行うためのもので、図１及び図３中のワイヤーハーネス２９を構成する。図４において、符号４３は防水コネクタを示している。

カメラ用電子制御ユニット２５は、図３の如く、映像伝送経路としてのワイヤーハーネス２９により撮像カメラ２３に接続されており、撮像カメラ２３から与えられる映像信号に対して符号化等の所定の信号処理を行う映像処理部５１と、フラッシュＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性記憶装置（記憶手段）５３と、映像処理部５１で信号処理された映像と不揮発性記憶装置５３内に予め格納された各種画像とを合成する画像合成部５５と、この画像合成された映像について表示装置２７を表示制御する表示制御機能部５７とを備える。

映像処理部５１は、撮像カメラ２３からワイヤーハーネス２９を通じて伝送されてきた映像信号の符号化等を行って、その映像の所定範囲を切り出し、表示装置２７での表示に適した映像となるよう、必要に応じて、当該映像に対し拡大、縮小、移動、回転及び変形（座標変換）などの処理を実行する。特に、映像処理部５１は、表示装置２７に表示する映像として、垂直方向に比べ水平方向に広視野に撮像した映像を出力する。

不揮発性記憶装置５３には、その記憶領域のアドレスを異ならせることにより、図５に示したマスク画像６１を記憶するマスク画像記憶部６３と、図５に示した形象画像６５を記憶する形象画像記憶部６７とを備える。

マスク画像記憶部６３に記憶されるマスク画像６１は、図５に示した表示装置２７の表示画面７１の上側に配置される上側マスク７３と、表示装置２７の表示画面７１の下側に配置される下側マスク７５とからなる。

上側マスク７３は、図５の如く、表示装置２７の表示画面７１の上辺に沿って細長く下側に緩い角度で凸形状に形成された上辺マスク領域７３ａと、表示装置２７の表示画面７１のほぼ中央部から上方に至る領域、即ち運転者がフロントガラスを通じて直接目視できる自動車の直進方向（前方）の映像領域に相当する中央マスク領域７３ｂとからなり、これら上辺マスク領域７３ａと中央マスク領域７３ｂとが繋がるようにして上側マスク７３が形成される。そして、表示装置２７を視認する者（運転者等）は、その者がフロントガラスを通じて直接目視できる自動車の直進方向（前方）の映像領域に中央マスク領域７３ｂが合成（重畳）して表示され、この中央マスク領域７３ｂの左右両側に、車両２１の前方から左右に広がった撮像カメラ２３からの映像が表示されることになるため、つながり感及びパノラマ感のある映像として撮像カメラ２３からの映像を視認することが可能となっている。

下側マスク７５は、表示装置２７の表示画面７１の下辺に沿って、車両２１の前側のバンパーを模したような上側に緩やかな円弧形状に形成される。ここで、広視野角のレンズ系３１を備えたカメラ２３によって撮像される映像のうち、車両２１の前方直下（図２参照）を撮像した映像領域７７は、図５に示すように、実際の光景に比べて下側に凸に歪曲した映像としてカメラ用電子制御ユニット２５に伝送される。したがって、図５のように、下側に凸に歪曲した映像領域７７の下辺部分に、車両２１の前側のバンパーを模した上側に緩やかな円弧形状の下側マスク７５が、上下方向に隣り合うようにして合成されることになる。これにより、表示装置２７を視認する者は、車両２１の前側のバンパーを模した上側に緩やかな円弧形状の下側マスク７５を基準として、パノラマ感のある映像として車両２１の前方直下（図２参照）を撮像した映像領域７７を視認することが可能となっている。

形象画像記憶部６７に記憶される形象画像６５は、図５に示した表示装置２７の表示画面７１の上側マスク７３の中央マスク領域７３ｂ内に配置されるもので、車両２１を上面方向から見下ろした形状の車両形象部８１と、撮像カメラ２３の水平方向の視野範囲Ａ１として広角撮像をイメージさせる略円弧形状の視野範囲形象部８３とからなる。つまり、形象画像６５は、自動車の形状を模した車両画（車両形象部８１）と、上記車両画を基準として撮像カメラ２３の水平方向の視野範囲を表す視野範囲画（視野範囲形象部８３）とを組み合わせたものである。かかる形象画像６５を中央マスク領域７３ｂ内に表示することで、運転者等は、表示装置２７に表示される映像の方向性を容易に認識できることになる。

図８は、図５の中から、マスク画像６１及び形象画像６５を抜き出して示す図である。マスク画像６１は、表示画面７１の上辺９２に沿って表示される上側マスク７３と、表示画面７１の下辺９３に沿って表示される下側マスク７５とを有している。表示画面７１の上下方向（以下「第１方向」と称す）における上側マスク７３の下エッジ９０と下側マスク７５の上エッジ９１との間隔は、表示画面７１の左右方向（以下「第２方向」と称す）における中央領域ほど狭く、両端部領域ほど広い。つまり、図８において、Ｙ１＜Ｙ２＜Ｙ３である。

また、第１方向における下側マスク７５と表示画面７１の上辺９２との間隔が、第２方向における中央領域ほど狭く、両端部領域ほど広くなるように、下側マスク７５は略円弧状に湾曲している。つまり、図８において、Ｙ１１＜Ｙ１２＜Ｙ１３である。

さらに、上側マスク７３は、表示画面７１の上辺９２に沿って表示される上辺マスク領域７３ａと、表示画面のほぼ中央部に表示される中央マスク領域７３ｂとを有している。第１方向における上辺マスク領域７３ａと下側マスク７５との間隔は、第２方向における中央領域ほど狭く、両端部領域ほど広い。また、中央マスク領域７３ｂが、第２方向における上辺マスク領域７３ａの中央部に繋がることにより、上辺マスク領域７３ａと中央マスク領域７３ｂとが一体の領域として表示されている。

画像合成部５５は、映像処理部５１から出力されてきた映像の上辺に沿ってマスク画像記憶部６３内の上側マスク７３を重畳し、この映像処理部５１から出力されてきた映像の下辺に沿ってマスク画像記憶部６３内の下側マスク７５を重畳し、さらに上側マスク７３の中央マスク領域７３ｂのほぼ中央を中心として形象画像記憶部６７に記憶された形象画像６５を重畳するように映像の合成を行う。

表示制御機能部５７は、画像合成部５５で画像合成された映像のフレームレートや出力信号の方式等を調整・変換を行った後、その映像信号を表示装置２７に出力する。

表示装置２７は、液晶表示装置等により構成されて車室内に設置され、カメラ用電子制御ユニット２５の表示制御機能部５７から出力された映像信号の表示を行う。

＜動作＞
上記構成の車両周辺視認装置の動作を説明する。

まず、図１及び図２の如く、車両２１の前端中央部に設置された撮像カメラ２３で、車両２１の前方の周囲を撮像し、その撮像した映像をワイヤーハーネス２９を通じて、カメラ用電子制御ユニット２５に伝送する。

撮像カメラ２３から伝送されてきた映像は、図３の如く、映像処理部５１で所定範囲が切り出され、表示装置２７での表示に適した映像となるよう、当該映像に対して拡大、縮小、移動、回転及び変形（座標変換）といった各種映像処理のうちの少なくともいずれかが実行される。特に、映像処理部５１で各種映像処理された映像は、表示装置２７に表示する映像として、垂直方向に比べ水平方向に広視野なものとなっており、図１及び図２の視野範囲Ａ１，Ａ２について、特に左右方向に広く連続したつながり感のある映像となっている。このように各種映像処理が施された映像信号は、映像処理部５１から画像合成部５５に出力される。

次に、画像合成部５５は、映像処理部５１から出力されてきた映像の上辺に沿って、マスク画像記憶部６３内の上側マスク７３を重畳するとともに、その映像の下辺に沿ってマスク画像記憶部６３内の下側マスク７５を重畳する。さらに、上側マスク７３の中央マスク領域７３ｂのほぼ中央を中心として、形象画像記憶部６７に記憶された形象画像６５を重畳するように映像の合成を行う（図５）。

そして、表示制御機能部５７は、画像合成部５５で画像合成された映像のフレームレートや出力信号の方式等を調整・変換を行った後、その映像信号を表示装置２７に出力する。表示装置２７は、カメラ用電子制御ユニット２５の表示制御機能部５７から出力された映像信号の表示を行う。

このようにして表示装置２７の表示画面７１に撮像カメラ２３で撮像された映像が表示される際、図５の如く、表示装置２７の表示画面７１の上辺に沿って、上側マスク７３の上辺マスク領域７３ａが細長く配置されるとともに、表示装置２７の表示画面７１のほぼ中央部から上方に至る領域、即ち運転者がフロントガラスを通じて直接目視できる自動車の直進方向（前方）の映像領域に相当する部分に上側マスク７３の中央マスク領域７３ｂが表示される。

このように、図５に示すように、運転者がフロントガラスを通じて直接目視できる自動車の直進方向（前方）の映像領域に中央マスク領域７３ｂが合成（重畳）して表示され、この中央マスク領域７３ｂの左右両側に、車両２１の前方から左右に広がった撮像カメラ２３からの映像が表示されることになるため、つながり感及びパノラマ感のある映像として撮像カメラ２３からの映像を視認することが可能となる。

また、図５に示すように、表示装置２７の表示画面７１の下辺に沿って、車両２１の前側のバンパーを模したような上側に緩やかな円弧形状の下側マスク７５が、映像に重畳して表示されるので、表示装置２７を視認する者は、車両２１の前側のバンパーを模した上側に緩やかな円弧形状の下側マスク７５を基準として、パノラマ感のある映像として車両２１の前方直下（図２参照）を撮像した映像領域７７を視認することが可能となる。

さらに、図５に示すように、表示装置２７の表示画面７１の上側マスク７３の中央マスク領域７３ｂ内に、形象画像記憶部６７に記憶された形象画像６５が表示され、この形象画像６５が、車両２１を上面方向から見下ろした形状の車両形象部８１と、撮像カメラ２３の水平方向の視野範囲Ａ１として広角撮像をイメージさせる略円弧形状の視野範囲形象部８３とを備えているので、運転者等は、表示装置２７に表示される映像の方向性を容易に認識できる。

これらのことから、運転者等は、表示装置２７に表示されている映像について、フロントガラスを通じて直接目視できる自動車の直進方向（前方）との関連性や、その前方から左右に広がる映像の方向性、及び映像のうちの前方直下部分の自車両２１のバンパーに対する位置的な関連性等を容易に認識することが可能となり、「つながり感・パノラマ感」で直感的に視認しやすい映像を表示装置２７に表示することができる。

また、上側マスク７３の上辺マスク領域７３ａが、表示装置２７の表示画面７１の上辺に沿って細長く下側に緩い角度で凸形状に形成されるとともに、この上辺マスク領域７３ａと中央マスク領域７３ｂが繋がって形成され、さらに、表示装置２７の表示画面７１の下辺に沿って細長く形成された下側マスク７５が、車両２１の前側のバンパーを模した上側に緩やかな円弧形状とされているので、表示装置２７の表示画面７１の左右両サイドになるにしたがって映像の表示面積が多くなるようにマスクされることになる。

これにより、映像全体の歪曲感が上側マスク７３及び下側マスク７５によって軽減するとともに、パノラマ感のある映像を表示装置２７に表示できるので、運転者等は、撮像カメラ２３からの映像が広角撮像であることを容易にイメージすることができる。

さらに、形象画像６５の視野範囲形象部８３が、車両形象部８１を基準として、撮像カメラ２３の水平方向の視野範囲Ａ１として広角撮像をイメージさせる略円弧形状とされているので、運転者等は、撮像カメラ２３からの映像が広角撮像であることを容易にイメージすることができる。

本発明の一の実施の形態に係る車両周辺視認装置が搭載された車両を示す平面図である。 本発明の一の実施の形態に係る車両周辺視認装置が搭載された車両を示す側面図である。 本発明の一の実施の形態に係る車両周辺視認装置を示すブロック図である。 本発明の一の実施の形態に係る車両周辺視認装置のカメラを示す断面図である。 本発明の一の実施の形態に係る車両周辺視認装置の表示装置における表示例を示す図である。 車両の前端部に設置された撮像カメラで車両前方における左右方向それぞれの撮像領域を撮像している状態を示す模式図である。 図６の例における表示装置での表示例を示す図である。 図５の中から、マスク画像及び形象画像を抜き出して示す図である。

符号の説明

２１ 車両
２３ 撮像カメラ
２５ カメラ用電子制御ユニット
２７ 表示装置
２９ ワイヤーハーネス
３１ レンズ系
３３ 撮像素子
３５ ケース
３７ レンズケース
３９ 回路基板
４１ ケーブル
４３ 防水コネクタ
５１ 映像処理部
５３ 不揮発性記憶装置
５５ 画像合成部
５７ 表示制御機能部
６１ マスク画像
６３ マスク画像記憶部
６５ 形象画像
６７ 形象画像記憶部
７１ 表示画面
７３ 上側マスク
７３ａ 上辺マスク領域
７３ｂ 中央マスク領域
７５ 下側マスク
７７ 映像領域
８１ 車両形象部
８３ 視野範囲形象部
Ａ１，Ａ２ 視野範囲

Claims (4)

1. 車両に搭載されて前記車両の周辺領域を撮像し、垂直方向よりも水平方向に大きい視野角を有する撮像カメラと、
   （ａ）所定のマスク画像が記憶されたマスク画像記憶部と、（ｂ）前記撮像カメラによって撮像された映像、及び前記マスク画像記憶部から読み出された前記マスク画像を合成して合成映像を作成する画像合成部とを有する電子制御ユニットと、
   前記車両の車室内に設置され、前記合成映像が表示される表示画面を有する表示装置と
   を備え、
   前記マスク画像は、
   前記表示画面の上辺に沿って表示される上側マスクと、
   前記表示画面の下辺に沿って表示される下側マスクと
   を有し、
   前記表示画面の上下方向である第１方向における前記上側マスクと前記下側マスクとの間隔は、前記表示画面の左右方向である第２方向における中央領域ほど狭く両端部領域ほど広い、車両周辺視認装置。
2. 前記上側マスクは、
   前記表示画面の前記上辺に沿って表示される上辺マスク領域と、
   前記表示画面の中央部に表示される中央マスク領域と
   を有し、
   前記第１方向における前記上辺マスク領域と前記下側マスクとの間隔は、前記中央領域ほど狭く前記両端部領域ほど広く、
   前記中央マスク領域が前記上辺マスク領域の中央部に繋がることにより、前記上辺マスク領域と前記中央マスク領域とが一体の領域として表示される、請求項１に記載の車両周辺視認装置。
3. 前記電子制御ユニットは、自動車の形状を模した車両画と、前記車両画を基準として前記撮像カメラの水平方向の視野範囲を表す視野範囲画とを組み合わせた形象画像が記憶された形象画像記憶部をさらに有し、
   前記画像合成部は、前記形象画像記憶部から読み出された前記形象画像を、前記合成映像の前記中央マスク領域に重畳して合成する、請求項２に記載の車両周辺視認装置。
4. 前記第１方向における前記下側マスクと前記表示画面の前記上辺との間隔が、前記中央領域ほど狭く前記両端部領域ほど広くなるように、前記下側マスクは略円弧状に湾曲している、請求項１〜３のいずれか一つに記載の車両周辺視認装置。

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