特許 7409544 運転支援装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-25

(45)【発行日】2024-01-09

(54)【発明の名称】運転支援装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 1/24 20220101AFI20231226BHJP

   H04N 7/18 20060101ALI20231226BHJP

【ＦＩ】

B60R1/24

H04N7/18 J

H04N7/18 U

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023051630

(22)【出願日】2023-03-28

【審査請求日】2023-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】後閑 雅登

(72)【発明者】

【氏名】本同 和人

(72)【発明者】

【氏名】笠井 勇希

【審査官】佐々木 智洋

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１６６９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３４１５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５８７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５４５１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４０１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０４２０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２１９５６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２０－１３６９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３６９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１８０４８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ １／２４

Ｈ０４Ｎ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車の運転者の運転を支援する運転支援装置であって、
前記自動車の前方右ピラー及び／又は前方左ピラーに設けられ、前記自動車の外部の前方の死角領域からの光を集光する第１のレンズと、
前記第１のレンズの後方に設けられ、前記第１のレンズにより集光した光の一部を通過させるピンホールを備えるフィルタ部材と、
前記フィルタ部材の後方に設けられ、前記ピンホールを通過した光の像を撮像する撮像素子と、
前記自動車の車内に設けられ、前記撮像素子から撮像信号を受信して、当該撮像信号に基づいて、前記死角領域の画像を表示する表示部と、
を有し、
前記フィルタ部材は、
光軸と平行な方向において前記第１のレンズの焦点距離よりも前記第１のレンズに近づいた位置に設けられる、
ことを特徴とする運転支援装置。

【請求項2】

前記フィルタ部材と前記撮像素子との間に設けられ、前記ピンホールを通過した光を前記撮像素子に集光させる第２のレンズを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。

【請求項3】

前記運転者と前記運転支援装置との距離を取得する検出部と、
前記検出部により取得された前記距離に応じて、前記フィルタ部材の位置を制御する制御部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の運転支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、自動車の運転者の運転を支援する運転支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車のピラーによって生じる死角を低減するために、死角領域の景色を車内に表示して自動車の運転者の運転を支援する運転支援装置が知られている。このような運転支援装置としては、レンズ又は鏡等の光学素子のみから構成される方式（以下「光学式」と記載する）と、カメラ等の撮像装置とモニタ又はプロジェクタ等の表示装置とを組み合わせた方式（以下「電子式」と記載する）と、に大別される。

【0003】

光学式の運転支援装置は、対象物から眼までの光路の間に撮像装置を備えていないと共に表示装置も備えず、光学素子のみを備え、光から電気への変換を伴わないことが特徴である。しかしながら、光学式の運転支援装置は、光路の途中にフロントガラス等の窓があった場合に、反射又は屈折の影響を受けて像が見えない又は歪むという課題を有する。また、光学式の運転支援装置は、鏡又はレンズの配置上の制約が多く、干渉しないように設置することが困難な場合があるという課題を有する。

【0004】

一方、電子式の運転支援装置は、車外に撮像装置を備え、光を一旦電気信号に変換した後に、車内に設置された表示装置によって電気信号を再び光に戻すことが特徴である（例えば、特許文献１）。電子式の運転支援装置は、光学式の運転支援装置と比較して、撮像装置及び表示装置の設置の自由度が高い点で優位である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－２１３１８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の電子式の運転支援装置においては、運転者の視点位置とカメラの視点位置とが異なるため、運転者が直接見る光軸方向に移動する対象物の大きさの変化に対して、表示装置に表示される光軸方向に移動する対象物の大きさの変化が異なり、運転者が違和感を覚えてしまうという課題を有する。

【0007】

本開示の目的は、運転者の視点位置とカメラの視点位置とが異なる場合であっても、運転者が直接見る光軸方向に移動する対象物の大きさの変化と、表示部に表示される光軸方向に移動する対象物の大きさの変化と、の違いを抑制することができる運転支援装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係る運転支援装置は、自動車の運転者の運転を支援する運転支援装置であって、前記自動車の外部の死角領域からの光を集光する第１のレンズと、前記第１のレンズにより集光した光の一部を通過させるピンホールを備えるフィルタ部材と、前記ピンホールを通過した光の像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子により撮像した像を表示する表示部と、を有し、前記フィルタ部材は、光軸と平行な方向において前記第１のレンズの焦点距離よりも前記第１のレンズに近づいた位置に設けられる。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、運転者の視点位置とカメラの視点位置とが異なる場合であっても、運転者が直接見る光軸方向に移動する対象物の大きさの変化と、表示部に表示される光軸方向に移動する対象物の大きさの変化と、の違いを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施の形態に係る運転支援装置を有する自動車の模式図

【図2】本開示の実施の形態に係る運転支援装置の模式図

【図3】本開示の実施の形態に係る運転支援装置の一部の模式図

【図4A】本開示の実施の形態に係る運転支援装置を有する自動車の運転者の視点と撮像対象者との位置関係の一例を示す図

【図4B】本開示の実施の形態に係る運転支援装置を有する自動車の運転者の視点位置から見た移動する撮像対象者の大きさの変化の一例を示す図

【図4C】本開示の実施の形態に係る運転支援装置の撮像素子の視点位置から見た移動する撮像対象者の大きさの変化の一例を示す図

【図5】本開示の実施の形態に係る運転支援装置の変形例の模式図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下に説明する実施の形態は一例であり、本開示はこの実施の形態に限定されるものではない。なお、既に周知な事項の詳細な説明や、実質的に同一の構成に対する重複説明等は、適宜省略する場合がある。

【0012】

＜運転支援装置の構成＞
本開示の実施の形態に係る運転支援装置１の構成について、図１から図４Ｃを参照しながら、詳細に説明する。

【0013】

なお、図４Ａから図４Ｃにおいて、撮像対象者Ａ１は、運転者Ｂに対して撮像対象者Ａ２よりも遠くに居る撮像対象者Ａを示しており、撮像対象者Ａ２は、運転者Ｂに対して撮像対象者Ａ１よりも近くに居る撮像対象者Ａを示している。

【0014】

ここで、光軸Ｐと平行な方向において、撮像対象者Ａに近づく方向（図２においてＸ軸の正方向）を前方、及び撮像対象者Ａから遠ざかる方向（図２においてＸ軸の負方向）を後方として説明する。

【0015】

本実施の形態に係る運転支援装置１は、自動車１００の前方右ピラー１０１及び前方左ピラー１０２に設けられており、前方右ピラー１０１及び前方左ピラー１０２によって生じる死角を低減する。具体的には、運転支援装置１は、レンズ１０と、フィルタ部材２０と、レンズ３０と、撮像素子４０と、表示部５０と、を有している。レンズ１０、フィルタ部材２０、レンズ３０及び撮像素子４０は、自動車１００の車外に設けられている。また、表示部５０は、自動車１００の車内に設けられている。

【0016】

レンズ１０は、自動車の外部の撮像対象者Ａを含む死角領域からの光を集光する第１のレンズであり、例えば凸レンズである。

【0017】

フィルタ部材２０は、レンズ１０により集光した光の一部を通過させるピンホール２１を備えている。フィルタ部材２０は、光軸Ｐと平行な方向においてレンズ１０の焦点距離ｆよりもレンズ１０に近づいた位置に設けられている。

【0018】

レンズ３０は、ピンホール２１を通過した光を撮像素子４０に集光させる第２のレンズであり、例えば凸レンズである。

【0019】

撮像素子４０は、レンズ３０により集光された光の像を撮像した撮像信号を表示部５０に出力する。

【0020】

表示部５０は、撮像素子４０より入力される撮像信号に基づいて、撮像対象者Ａを含む死角領域の画像を表示する。

【0021】

上記の構成を有する運転支援装置１において、フィルタ部材２０をレンズ１０の焦点距離ｆよりもレンズ１０に近づいた位置に設けることにより、撮像素子４０の視点位置を撮像素子４０より後方の仮想視点Ｑにすることができる。また、フィルタ部材２０の位置をレンズ１０の焦点距離ｆ未満の範囲で可変にすることにより、仮想視点Ｑの位置を可変にすることができる。例えば、フィルタ部材２０をレンズ１０に近づけるほど仮想視点Ｑは撮像素子４０に近づく。

【0022】

ここで、撮像対象者Ａに対する運転者Ｂの視点位置は、撮像対象者Ａに対する撮像素子４０の視点位置よりも距離Ｇ（図１参照）だけ遠いため、撮像素子４０の視点位置と異なる。これより、図４Ａに示すように撮像対象者ＡがＡ１からＡ２に移動した場合において、運転者Ｂの視点位置から見た図４Ｂに示す撮像対象者Ａの大きさの変化は、撮像素子４０の視点位置から見た図４Ｃに示す撮像対象者Ａの大きさの変化に比べて小さくなる。このような変化の差異は、撮像対象者Ａと運転支援装置１との距離が小さいほど顕著となる。

【0023】

これに対して、本実施の形態に係る運転支援装置１は、撮像素子４０の視点位置を撮像素子４０後方の仮想視点Ｑにすることにより、運転者Ｂの視点位置から見た撮像対象者Ａの大きさの変化と、撮像素子４０の視点位置から見た撮像対象者Ａの大きさの変化と、を近づけることができる。また、撮像素子４０の仮想視点Ｑの位置を、運転者Ｂの視点位置と一致させることで、撮像素子４０の視点位置から見た撮像対象者Ａの大きさの変化と、を一致させることができる。

【0024】

例えば図４Ａに示すように撮像対象者ＡがＡ１からＡ２に移動した場合において、運転支援装置１は、表示部５０に表示される撮像素子４０の視点位置から見た撮像対象者Ａの大きさの変化を、運転者Ｂの視点位置から見た撮像対象者Ａの大きさの変化に近づけることができる。

【0025】

因みに、従来の運転支援装置では、図４Ａに示すように撮像対象者ＡがＡ１からＡ２に移動した場合において、表示部に表示される撮像素子の視点位置から見た撮像対象者Ａの大きさの変化は、運転者Ｂの視点位置から見た撮像対象者Ａの大きさの変化よりも大きくなるために運転者Ｂは違和感を覚える。

【0026】

また、上記の構成を有する運転支援装置１において、レンズの公式より（１）式となり、レンズ１０と仮想視点Ｑとの距離Ｌは、（１）式を変形して（２）式より求められる。

【0027】

（１／ｘ）－（１／Ｌ）＝１／ｆ （１）
Ｌ＝ｆｘ／（ｆ－ｘ） （２）
ここで、ｆは、レンズ１０の焦点距離
ｘは、レンズ１０とフィルタ部材２０との距離
ｘ＜ｆ

【0028】

また、図３において、Ｒを原点（０，０）、原点Ｒを通る光軸Ｐと平行な軸をｘ軸、及び原点Ｒを通るｘ軸に直交する軸をｙ軸とした場合に、画角θは、座標（０，ｄ／２）と座標（Ｌ，０）とを結ぶ直線とｘ軸とのなす角度の２倍になるので、（３）式となる。

【0029】

θ＝２ｔａｎ^－１（０．５ｄ／Ｌ）×（１８０／π） （３）
ここで、ｄは、瞳径
Ｌは、レンズ１０と仮想視点Ｑとの距離

【0030】

ここで、θが１０度以下程度の近軸の場合にはθ?ｔａｎθ?ｔａｎ^－１θのため（３）式は（４）式と近似できる。

【0031】

θ＝（ｄ／Ｌ）×（１８０／π） （４）

【0032】

（４）式に（２）式を代入することにより画角θは（５）式より求められる。

【0033】

θ＝ｄ×（（ｆ－ｘ）／ｆｘ）×（１８０／π） （５）

【0034】

このように、本実施の形態によれば、光軸Ｐ方向においてレンズ１０の焦点距離ｆよりもレンズ１０に近づいた位置にフィルタ部材２０を設けることにより、運転者Ｂの視点位置と撮像素子４０の視点位置とが異なる場合であっても、運転者Ｂが直接見る光軸Ｐ方向に移動する撮像対象者Ａの大きさの変化と、表示部５０に表示される光軸Ｐ方向に移動する撮像対象者Ａの大きさの変化と、を近づけることができる。したがって、運転者Ｂが、表示部５０に表示される画像により、対象物を見る場合に、対象物の大きさの変化により発生する違和感を抑制することが可能となる。

【0035】

また、本実施の形態によれば、フィルタ部材２０のピンホール２１を通過した光を撮像素子４０に集光させるレンズ３０を有することにより、撮像素子４０を小型化することができる。

【0036】

また、本実施の形態によれば、自動車１００の前方右ピラー１０１及び前方左ピラー１０２により生じる死角領域からの光をレンズ１０によって集光することにより、前方右ピラー１０１及び前方左ピラー１０２により生じる死角領域に存在する撮像対象者Ａ等を運転者Ｂが視認することができる。

【0037】

なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

【0038】

具体的には、上記の実施の形態において、レンズ３０を設けたが、これに限らず、撮像素子４０のサイズを大きくすることが可能であればレンズ３０を設けなくてもよい。

【0039】

また、上記の実施の形態において、前方右ピラー１０１及び前方左ピラー１０２による死角領域の像を表示部５０に表示したが、これに限らず、自動車１００の後方ピラー又はドア等による死角領域の像を表示部に表示するようにしてもよい。

【0040】

また、上記の実施の形態は、撮像素子４０によって人である撮像対象者Ａを撮像したが、これに限らず、撮像素子４０によって人以外の自動車等の移動物体を撮像する場合にも適用できる。

【0041】

＜変形例＞
上述の運転支援装置１に対して、さらに、運転者Ｂの視点位置に応じて、フィルタ部材２０の位置を制御する機構を加えることにより、運転者Ｂが感じる違和感を低減することが可能である。

【0042】

図５は、運転支援装置１の変形例を示す模式図である。運転支援装置１は、運転支援装置１は、レンズ１０と、フィルタ部材２０と、レンズ３０と、撮像素子４０と、表示部５０と、を有する。運転支援装置１は、検出部６０、および、位置制御部７０を有する。レンズ１０と、フィルタ部材２０と、レンズ３０と、撮像素子４０と、表示部５０と、は上述した構成と同じ機能を発揮するものであるため、説明を省略する。

【0043】

検出部６０は、運転支援装置１に対する運転者Ｂの視点位置を検出する検出装置である。例えば、検出部６０は、運転支援装置１が設けられるピラーから運転者Ｂまでの距離を検出する。検出部６０は、ミリ波レーダーなど種々の測距装置を利用することが可能である。また、検出部６０は、外部に設けたセンサから、運転者Ｂの視点位置の検出結果を取得する取得部であってもよい。

【0044】

位置制御部７０は、フィルタ部材２０の位置を制御することにより、撮像素子４０の視点位置である仮想視点Ｑの位置を制御する。位置制御部７０は、検出部６０から取得した運転者Ｂの視点位置に仮想視点Ｑが位置するようにフィルタ部材２０を制御する。位置制御部７０は、運転者Ｂの視点位置に仮想視点Ｑが一致するように、フィルタ部材２０の位置を制御する。位置制御部７０は、フィルタ部材２０の位置を移動させる移動機構と、移動機構を制御するプロセッサで構成されているとする。

【0045】

変形例に係る運転支援装置１によれば、運転者Ｂの視点位置に仮想視点Ｑの位置を一致させることが可能となる。したがって、運転者Ｂの視点位置と撮像素子４０の視点位置とが異なる場合であっても、運転者Ｂが直接見る光軸Ｐ方向に移動する撮像対象者Ａの大きさの変化と、表示部５０に表示される光軸Ｐ方向に移動する撮像対象者Ａの大きさの変化と、を一致させることが可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本開示に係る運転支援装置は、自動車の運転者の運転を支援するのに好適である。

【符号の説明】

【0047】

１ 運転支援装置
１０ レンズ
２０ フィルタ部材
２１ ピンホール
３０ レンズ
４０ 撮像素子
５０ 表示部
６０ 検出部
７０ 移動制御部
１００ 自動車
１０１ 前方右ピラー
１０２ 前方左ピラー
Ａ 撮像対象者
Ｂ 運転者
Ｐ 光軸
Ｑ 仮想視点

【要約】

【課題】運転者の視点位置とカメラの視点位置とが異なる場合であっても、運転者が直接見る光軸方向に移動する対象物の大きさの変化と、表示部に表示される光軸方向に移動する対象物の大きさの変化と、の違いを抑制すること。
【解決手段】運転支援装置は、前記自動車の外部の死角領域からの光を集光する第１のレンズと、前記第１のレンズにより集光した光の一部を通過させるピンホールを備えるフィルタ部材と、前記ピンホールを通過した光の像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子により撮像した像を表示する表示部と、を有し、前記フィルタ部材は、光軸と平行な方向において前記第１のレンズの焦点距離よりも前記第１のレンズに近づいた位置に設けられる。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】