JP4007274B2 - 車両前方暗視システム - Google Patents

Description

本発明は、車両前方暗視システムに関するものである。

従来、夜間の車両走行時において、車両前方のうちヘッドライトの届かないような遠方（例えば、車両から約１００ｍ〜４００ｍ前方）かつ暗い場所は、運転者が肉眼で視認することは困難であり、このような視界の悪さが交通事故を誘発する原因となっていた。

そこで、近年では、上述のような視界の悪い場所の映像を、車載暗視カメラで撮影して車載表示装置にて表示することにより、夜間の運転者の視界を補助して安全運転を支援する、車両前方暗視システムが提案されている。また、このような暗視システムによれば、ヘッドライトの走行ビーム（以下、ハイビームと呼ぶ）により対向車のドライバーを眩惑させてしまうことなく、車両前側遠方を表示させることができる。

そして、車両前方の映像のうちいずれの位置の映像を表示装置で表示させるかを調整する画角調整を行うにあたり、従来では、ルームミラー近傍に配置された暗視カメラ自体をネジ等により手作業で機械的に動かして、画角調整を行うようにしている。

しかし、このようなネジ等の機械的調整手段による画角調整では調整の作業性が悪い。例えば、僅かに光軸位置をずらすような微妙な調整を行う場合は作業性が悪く、特に、画角調整のうち上下方向の調整は、暗視カメラの上下方向位置を僅かに動かすだけで撮影される映像の遠近位置が大きく変化するため、微妙な画角調整が要求され、このような画角調整においてはより一層困難な作業を強いることとなる。

さらに、暗視カメラはルームミラー近傍に配置されているため、車載表示装置を見ながら暗視カメラを動かす作業を行うことは困難となる。よって、画角調整作業に多大な作業時間が必要となってしまう。

これに対し、本発明者らは、暗視カメラとシリアル通信可能な外部の専用ツールを用いて、ビデオ信号に含まれる水平同期信号および垂直同期信号のうち少なくとも一方の同期信号のタイミングを調節設定して、画角調整を電気的に行うことを試みた。しかしながら、これでは専用の画角調整ツールを必要とするためコスト高となってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、専用の画角調整ツールを必要とすることなく、車載表示装置を見ながら電気的に画角調整を行うことを可能にした車両前方暗視システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両前方の映像を電気信号に変換する撮像手段（１２）、および電気信号に基づきビデオ信号を発生するビデオ信号発生手段（１３）を有する車載暗視カメラ（１０）と、ビデオ信号発生手段（１３）の作動を制御することにより、ビデオ信号に含まれる水平同期信号および垂直同期信号のうち少なくとも一方の同期信号のタイミングを制御する、制御手段（３０）と、ビデオ信号に基づいて映像を表示する表示部（２１）を有する車載表示装置（２０）とを備え、制御手段（３０）は、車内の多重通信システムに組み込まれ、車両外部の多重通信装置（７０）からの画角指令信号が多重通信システムを介して入力されるようになっており、制御手段（３０）は、画角指令信号に基づいた画角で表示部（２１）に映像が表示されることとなるように、少なくとも一方の同期信号のタイミングを制御するように構成されていることを特徴とする。

ここで、近年では、車内の多重通信システムに組み込まれた複数の電子制御手段（以下、ＥＣＵと呼ぶ）に対し、車両外部の１つの多重通信装置（７０）で複数のＥＣＵの各種調整を行うようになってきている。そこで、本発明では、この車外多重通信装置（７０）を用いて、車内多重通信システムに組み込まれた暗視システムの制御手段（３０）に、車載暗視カメラ（１０）の画角調整を行わせるものである。

すなわち、上記請求項１に記載の発明によれば、車内多重通信システムに組み込まれた制御手段（３０）には、車両外部の多重通信装置（７０）からの画角指令信号が多重通信システムを介して入力され、制御手段（３０）は、画角指令信号に基づいた画角で表示部（２１）に映像が表示されることとなるように、少なくとも一方の同期信号のタイミングを制御するように構成されているので、車両外部の多重通信装置（７０）により画角設定操作することができるので、車載表示装置（２０）を見ながら電気的に画角調整を行うことができる。

しかも、本発明によれば、複数のＥＣＵの各種調整を行う多重通信装置（７０）により画角調整を行うことができるので、専用の画角調整ツールを不要にできる。

なお、車載暗視カメラ（１０）には、多重通信システムに直接組み込むことのできるカメラもあり、この場合には車両外部の多重通信装置（７０）で直接暗視カメラ（１０）を制御して画角調整を行うこともできる。しかしながら、このように直接画角調整を行う方法では、多重通信システムに直接組み込むことのできるカメラにしか適用できない。これに対し、本案によれば、カメラの仕様が多重通信システムに直接組み込むことのできる仕様であるか否かに拘わらず適用できる。

従って、請求項２に記載の発明のように、車載暗視カメラ（１０）と制御手段（３０）とは、シリアル通信により通信するように構成されている場合であっても、上記請求項１に記載の発明を適用することができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。

図１は本実施形態の車両前方暗視システムを車両に搭載した状態を模式的に示す断面図であり、図２は当該車両前方暗視システムのブロック図である。この暗視システムは、車載暗視カメラとしての赤外線カメラ１０と、車載表示装置としてのヘッドアップディスプレイ２０と、制御手段としての暗視システム制御ＥＣＵ３０とから構成されている。

赤外線カメラ１０は、車室内にてフロントウインドシールド１の上縁近傍に支持され、フロントウインドシールド１を通して当該乗用車の前方を撮影するものであり、望遠レンズ１１、撮像手段１２、ビデオ信号発生手段１３、インターフェース１４、１５を有している。

撮像手段１２は、具体的には、車両前方の映像を電気信号に変換する電荷結合素子（以下、ＣＣＤ素子という）である。ビデオ信号発生手段１３は、具体的には、ＣＣＤ素子１２により変換された電気信号に基づき垂直同期信号、水平同期信号、バースト信号等が付与されたビデオ信号を発生する、マイクロコンピュータである。

なお、本実施形態のビデオ信号は、周知のＮＴＳＣ方式によるものである。また、マイクロコンピュータ１３は、ＣＣＤ素子１２の電荷を読み出すタイミング等をコントロールする処理や、周知のオートゲイン処理等をも行っている。

ヘッドアップディスプレイ２０は、フロントウインドシールド１の下縁から車室内側へかつ下方に向けて延出するインストルメントパネル２に配設されており、表示部としてのＴＦＴ型液晶パネル２１及びバックライト２２を有しており、液晶パネル２１は、図１にて示すごとく、インストルメントパネル２の上壁２ａの開口部２ｂ内にて水平状に支持されている。この液晶パネル２１は、バックライト２２からの光を受けて、表示画面２１ａにて表示画像を表示する。

この表示画像による表示光はフロントウインドシールド１に入射し、当該フロントウインドシールド１により、運転席に着座した運転者Ｍの眼部に向けて図１にて図示破線Ｒに沿い反射されることで、フロントウインドシールド１の前方に虚像ｍとして結像する。

なお、液晶パネル３１の裏面側にはバックライト３２が支持されており、このバックライト３２の点灯により、液晶パネル３１にその裏面側から光を入射する。そして、液晶パネル３１を図示しないマトリックス駆動回路で駆動させることにより、車両前方の映像を表示光として出射する。

暗視システム制御ＥＣＵ３０は、暗視システム全体の制御を行う電子制御装置であり、制御内容の１つに、赤外線カメラ１０のマイクロコンピュータ１３の作動を制御することが挙げられる。具体的には、マイクロコンピュータ１３にて出力されるビデオ信号に含まれる水平同期信号および垂直同期信号のうち少なくとも一方の同期信号のタイミングを制御する。

なお、暗視システム制御ＥＣＵ３０とマイクロコンピュータ１３とは単方向通信が可能になっており、例えば、９６００ｂｐｓ１００ｍｓ定期の単方向ＵＡＲＴ通信により、暗視システム制御ＥＣＵ３０からマイクロコンピュータ１３に通信ラインＬ２により出力するようになっている。

ここで、液晶パネル２１に表示される映像とビデオ信号との一般的な対応関係を、図３および図４を用いて説明すると、図３中の一点鎖線Ｐで囲まれた範囲は液晶パネル２１にて表示される範囲を示し、実線Ｑで囲まれた範囲は映像信号Ｓ、水平ブランキング期間Ｈおよび垂直ブランキング期間Ｖからなるビデオ信号の範囲を示し、実線Ｒで囲まれた範囲はビデオ信号のうち映像信号Ｓに対応する範囲を示している。

映像信号Ｓに対応する範囲Ｒ内の斜線は黒色の映像部分を示し、図３の例では、当該黒色部分を背景とした白色円形映像を表示している。そして、車載表示装置２０に対し、垂直同期信号（図４にて各符号ＶＳＹ参照）が６０Ｈｚにて入力され、かつ、水平同期信号（図４にて各符号ＨＳＹ参照）が、１５．７ｋＨｚにて両垂直同期信号の各立ち下がり間で順次入力されると、車載表示装置２０は、その液晶パネル２１にて、上述の黒色部分を背景とした白色円形映像を表示する。

なお、一般的に、映像信号Ｓに対応する範囲Ｒは液晶パネル２１にて表示される範囲Ｐよりも大きく設定されており、映像信号Ｓに対応する範囲Ｒのうち予め決められた位置における所定範囲の映像信号Ｓを液晶パネル２１で表示させている。

ここで、液晶パネル２１における上述の黒色部分を背景とした白色円形映像の垂直方向表示位置は、垂直同期信号の入力後における水平同期信号の入力回数により決まる。例えば、図３にて示すように両水平同期信号ＨＳＹが続いて入力されると、先の水平同期信号ＨＳＹに対しては、映像信号Ｓのうち水平ラインＡに沿う映像部分が表示され、後の水平同期信号ＨＳＹに対しては、映像信号Ｓのうち水平ラインＢに沿う映像部分が表示される。

従って、垂直同期信号の入力タイミングがずれれば、ビデオ信号の範囲Ｑに対する映像信号Ｓの範囲Ｒの位置が上下方向にずれることとなる。よって、上述の黒色部分を背景とした白色円形映像の液晶パネル２１に対する上下方向位置は、垂直同期信号の入力タイミングに応じてずれることとなる。

同様にして、水平同期信号の入力タイミングがずれれば、ビデオ信号の範囲Ｑに対する映像信号Ｓの範囲Ｒの位置が左右方向にずれることとなる。よって、上述の黒色部分を背景とした白色円形映像の液晶パネル２１に対する左右方向位置は、水平同期信号の入力タイミングに応じてずれることとなる。

従って、マイクロコンピュータ１３にて出力されるビデオ信号の同期信号のタイミングを、暗視システム制御ＥＣＵ３０にて制御することにより、液晶パネル２１に対する表示映像の画角が制御される。

また、暗視システム制御ＥＣＵ３０は、車内の多重通信システム（以下、車内ＬＡＮと言う）に組み込まれている。車内ＬＡＮには、車両に搭載された複数の各種ＥＣＵ４０、５０、６０が接続されており、これらのＥＣＵの一例として、車両用空調装置の作動を制御するエアコンＥＣＵ４０、エアバッグ装置の作動を制御するエアバッグＥＣＵ５０、エンジンの作動を制御するエンジンＥＣＵ６０等が挙げられる。

因みに、車内ＬＡＮのプロトコルには周知のＢＥＡＮ、ＣＡＮ、ＶＡＮ等が挙げられる。また、本実施形態では、１０ｋｂｐｓ双方向多重通信（車内ＬＡＮ通信ライン）を採用している。

そして、図２中の符号７０は、車両外部の多重通信装置としての調整ツール７０を示しており、汎用の車内ＬＡＮ検査対応ツール７０である。具体的には、当該調整ツール７０は、車内ＬＡＮに接続して通信可能になっており、複数のＥＣＵ３０、４０、５０、６０のそれぞれを各種調整するためのツールである。

この調整ツール７０を用いて、車内ＬＡＮに組み込まれた暗視システム制御ＥＣＵ３０に、赤外線カメラ１０の画角調整を行わせることができるように構成されている。そして、調整後においては、調整された画角をデフォルトの画角として暗視システム制御ＥＣＵ３０はマイクロコンピュータ１３を制御する。

すなわち、暗視システム制御ＥＣＵ３０には、調整ツール７０からの画角指令信号が車内ＬＡＮを介して入力され、暗視システム制御ＥＣＵ３０は、画角指令信号に基づいた画角で液晶パネル２１に映像が表示されることとなるように、水平同期信号および垂直同期信号のうち少なくとも一方の同期信号のタイミングを制御する。これによって、マイクロコンピュータ１３は調整ツール７０からの画角指令信号に応じた画角のビデオ信号を発生することとなる。

次に、上述の画角調整作業を詳細に説明する。図５は、以下に説明する（１）〜（３）の調整時動作を示すフローを示し、図６は、以下に説明する（４）〜（７）の調整時動作を示すフローを示し、図７は、以下に説明する（８）、（９）の調整時動作を示すフローを示している。

なお、図５ないし図７は、紙面上方から下方に向かって時間が経過するタイムチャート形式で記載されており、紙面左から右に向かって順に、調整ツール７０、暗視システム制御ＥＣＵ３０の車内ＬＡＮインターフェイス、暗視システム制御ＥＣＵ３０のＵＡＲＴインターフェイス、赤外線カメラ１０、表示装置としてのヘッドアップディスプレイ２０の、調整時動作を示している。上記車内ＬＡＮインターフェイスは、通信ラインＬ１に対する入出力制御手段であり、ＵＡＲＴインターフェイスは、通信ラインＬ２に対する入出力制御手段である。

（１）調整ツール７０を車内ＬＡＮに接続し、調整作業者が「画角調整モード」を調整ツール７０のメニューで選択する（ステップＳ１０）。すると、調整ツール７０から制御ＥＣＵ３０に対して、「画角調整モード要求信号」が通信ラインＬ１により送信される。

（２）制御ＥＣＵは、「画角調整モード要求信号」を受信すると、表示装置２０とカメラ１０の電源を入れる（ステップＳ２０）。そして、調整ツール７０に対して「画角調整モード応答信号」を通信ラインＬ１により送信する（ステップＳ２１）。一方、カメラ１０に対しては「画角調整移動量０信号」を通信ラインＬ２により１００ｍｓ定期で送信開始する（ステップＳ２２）。

（３）カメラ１０は、「移動量０信号」を受信すると、それに応じた映像信号を通信ラインＬ３により表示装置２０へ出力する（ステップＳ３０）。

（４）調整ツール７０は、制御ＥＣＵ３０からの応答を確認し（ステップＳ１１）、作業者の操作が無い場合は３ｓ定期で制御ＥＣＵ３０に対し、「画角調整移動量０要求」を通信ラインＬ１により送信する（ステップＳ１２）。そして、作業者の操作があるたびにそれに応じた要求（例えば左に５ドット移動要求）を制御ＥＣＵ３０に送信する（ステップＳ１３）。

（６）カメラ１０は、制御ＥＣＵ３０からの移動情報により、映像処理を行ない表示装置２０へ出力する（ステップＳ２３）。

（７）作業者は表示装置２０にて確認をしながら、調整ツール７０を操作し調整作業を進める。

（８）調整終了時は調整ツール７０を車内ＬＡＮから外す、または「中止」メニューを選択する。「中止」メニュー選択時は調整ツール７０から制御ＥＣＵ３０へ「中止要求信号」が送信される（ステップＳ１４）。

（９）制御ＥＣＵ３０は、調整ツール７０からの要求信号が所定時間（例えば５秒）以上受信できない場合は、「画角調整モード終了」とみなし（ステップＳ２４）、カメラ１０と表示装置２０の電源をＯＦＦする（ステップＳ２５）。「中止要求信号」を受信した場合も同様にカメラ１０と表示装置２０の電源をＯＦＦし（ステップＳ２５）、調整ツール７０に対して「中止応答信号」を送信する（ステップＳ２６）。以上により、画角調整作業が終了する。

ここで、制御ＥＣＵ３０とカメラ１０間の通信ラインＬ２において、ノイズ等によりカメラ１０が「移動情報受信」と誤判定をし、走行中に画角が変動してしまう可能性がある。そこで、本実施形態ではこのような問題に対し、次のようなフェイルセーフ機能を備えている。

すなわち、カメラ１０側の対策としては、電源ＯＮ後所定時間（例えば１秒間）、制御ＥＣＵ３０からの信号を受信しなければ、通信ラインＬ２における受信信号を無効にする。また、制御ＥＣＵ３０側の対策としては、一度通信ラインＬ２にて通信を行なうと、カメラ１０は電源ＯＦＦまで通信ラインＬ２での通信を有効としてしまうため、画角調整モード終了後は、必ずカメラ１０の電源をＯＦＦするようにしている。

以上により、本実施形態によれば、暗視システム制御ＥＣＵ３０を車内ＬＡＮ通信可能とすることにより、調整ツール７０を用いて上記（１）〜（９）の画角調整作業を行うことができる。よって、表示装置２０を見ながら電気的に画角調整を行うことができる。しかも、本実施形態によれば、汎用の車内ＬＡＮ検査対応ツール７０により画角調整を行うことができるので、専用の画角調整ツールを不要にできる。

また、本実施形態によれば、カメラ１０と制御ＥＣＵ３０との通信がシリアル通信である暗視システムに適用できるため、一般的なマイクロコンピュータ１３が実装されたカメラ１０を採用することができ、特殊な通信を行なう為の専用マイクロコンピュータを実装、設計することを不要にできる。すなわち、既存の機械的に画角調整を行なっていた暗視システムにおいて、カメラ１０および制御ＥＣＵ３０のソフトを修正することだけで、本実施形態のような電気的画角調整が可能な暗視システムにすることができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、単方向シリアル通信が可能な使用のカメラを赤外線カメラ１０に採用し、赤外線カメラ１０と暗視システム制御ＥＣＵ３０とは、単方向シリアル通信により通信するように構成されているが、本発明はこのような構成に限られるものではなく、双方向通信が可能な赤外線カメラ１０を採用してもよく、或いは、車内ＬＡＮ通信が可能な赤外線カメラ１０を採用してもよい。

本発明の一実施形態に係る車両前方暗視システムを、車両に搭載した状態を模式的に示す断面図である。 図１の車両前方暗視システムのブロック図である。 図１の液晶パネル２１における表示画像を、水平同期信号及びビデオ信号との関係で示す説明図である。 図３の水平同期信号を、垂直同期信号との関係で示す説明図である。 図２の車両前方暗視システムにおける画角調整時動作（１）〜（３）のフローを示す図である。 図２の車両前方暗視システムにおける画角調整時動作（４）〜（７）のフローを示す図である。 図２の車両前方暗視システムにおける画角調整時動作（８）、（９）のフローを示す図である。

符号の説明

１０…赤外線カメラ（車載暗視カメラ）、１２…ＣＣＤ素子（撮像手段）、
１３…マイクロコンピュータ（ビデオ信号発生手段）、
２０…ヘッドアップディスプレイ（車載表示装置）、
２１…液晶パネル（表示部）、３０…暗視システム制御ＥＣＵ（制御手段）、
７０…調整ツール（多重通信装置）。

Claims (2)

1. 車両前方の映像を電気信号に変換する撮像手段（１２）、および前記電気信号に基づきビデオ信号を発生するビデオ信号発生手段（１３）を有する車載暗視カメラ（１０）と、
   前記ビデオ信号発生手段（１３）の作動を制御することにより、前記ビデオ信号に含まれる水平同期信号および垂直同期信号のうち少なくとも一方の同期信号のタイミングを制御する、制御手段（３０）と、
   前記ビデオ信号に基づいて映像を表示する表示部（２１）を有する車載表示装置（２０）とを備え、
   前記制御手段（３０）は、車内の多重通信システムに組み込まれ、車両外部の多重通信装置（７０）からの画角指令信号が前記多重通信システムを介して入力されるようになっており、
   前記制御手段（３０）は、前記画角指令信号に基づいた画角で前記表示部（２１）に映像が表示されることとなるように、前記少なくとも一方の同期信号のタイミングを制御するように構成されていることを特徴とする車両前方暗視システム。
2. 前記車載暗視カメラ（１０）と前記制御手段（３０）とは、シリアル通信により通信するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両前方暗視システム。

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