JP2004058828A - 車両前方表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両前方の夜間の映像を車両のフロントウインドシールドに虚像として表示することが、運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制する。
【解決手段】車両前方の夜間の映像を撮影する暗視カメラ２０と、撮影された映像を車両のフロントウインドシールド４０に虚像として表示するヘッドアップディスプレイ３０とを備え、車両の走行速度が遅いほど映像の表示輝度を低下させる。これにより、視界補助がそれほど必要ではない低速走行時には、車両前方の夜間の映像をフロントウインドシールド４０に表示させるその表示輝度が低下するので、フロントウインドシールド４０に表示される映像が運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制できる。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両前方の夜間の映像を、車両のフロントウインドシールドに虚像として表示する車両前方表示システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
そこで近年では、特開平６−１０７０３６号公報に記載の如く、上述のような視界の悪い場所の映像を暗視カメラで撮影し、当該映像を車両のフロントウインドシールドに虚像とし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表示システムが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記従来の車両前方表示システムでは、上記映像を表示するにあたり、表示輝度を特に変化させることなく所定の輝度で映像表示を行っている。しかしながら、このように表示輝度を単純に固定させたままでは、以下に示す問題が生じることが分かった。
【０００５】
すなわち、車両が低速で走行している場合には、遠方の映像を表示させることによる視界補助はそれほど必要ではなくなり、このような場合にまでフロントウインドシールドに所定の輝度で映像を表示させると、当該表示が運転者にとって煩わしいものとなる。特に、市街地等における夜間の低速走行においては、前方の車両のテールランプがフロントウインドシールドに表示映像として常時映し出されてしまい、運転者にとって極めて煩わしく感じられてしまう。
【０００６】
また、カーブ走行している場合には、撮影された車両前方の映像が左右方向に流れるように移り変わって急激に変化するので、表示された映像の視認性が非常に悪くなる。そして、このような視認性の悪い映像の表示は運転者にとって煩わしいものとなる。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑み、車両前方の夜間の映像を車両のフロントウインドシールドに虚像として表示することが、運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制することを目的とする。また、カーブ走行時に運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制することを他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両前方の夜間の映像を撮影する暗視カメラ（２０）と、撮影された映像を車両のフロントウインドシールド（４０）に虚像として表示する表示装置（３０）とを備え、車両の走行速度が遅いほど映像の表示輝度を低下させることを特徴としている。
【０００９】
これにより、視界補助がそれほど必要ではない低速走行時には、車両前方の夜間の映像をフロントウインドシールド（４０）に表示させるその表示輝度が低下するので、フロントウインドシールド（４０）に表示される映像が運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制できる。
【００１０】
また、一般的に、直線走行からカーブ走行にさしかかる時には減速し、その後低速でカーブ走行する。よって、上記請求項１に記載の発明によれば、カーブ走行時には車両前方の夜間の映像をフロントウインドシールド（４０）に表示させるその表示輝度が低下することとなるので、フロントウインドシールド（４０）に表示される映像が運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制できる。
【００１１】
ここで、乗員の好みによっては、表示輝度が急激に変化すると違和感を抱く場合がある。このようなことが想定される場合には、請求項２に記載の発明のように、車両の走行速度に応じて映像の表示輝度を徐々に変化させるようにすれば、表示輝度の急激な変化を抑制することができ、上記違和感を低減できる。
【００１２】
また、乗員の好みによっては、請求項３に記載の発明のように、車両の走行速度が所定の値以上であるか否かによって映像の表示輝度をステップ的に変化させるようにして、好適である。
【００１３】
また、所定の値の具体例として、請求項４に記載の発明のように毎時０ｋｍとすることが挙げられる。なお、この場合には、カーブ走行時に運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制するといった上記他の目的は達成することができない。
【００１４】
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。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図に基づいて説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本発明に係る車両前方表示システムを乗用車に適用した例を示しており、車両前方表示システムは、車両前方を赤外線で照明する赤外線ランプ１０と、赤外線で照明された車両前方の夜間の映像を撮影する暗視カメラ２０と、撮影された映像を表示する表示装置としてのヘッドアップディスプレイ３０とから構成されている。
【００１７】
本実施形態の赤外線ランプ１０は、波長が８００ｎｍ〜１０００ｎｍである近赤外線を出射するものであり、車両フロント部のうちヘッドライトの下方に配置されている。
【００１８】
また、本実施形態の暗視カメラ２０は、赤外線の受光量に比例した静電気を蓄えることにより映像を撮影する周知の赤外線カメラであり、望遠レンズ２１が備えられている。そして、この赤外線カメラ２０は、図２に示すごとく、当該乗用車の車室内にてフロントウインドシールド４０の上縁近傍に支持されており、運転者から見てルームミラー４１の背後に位置するように備えられている。
【００１９】
そして、赤外線カメラ２０は、フロントウインドシールド４０を通して当該乗用車の前方を撮影し、撮影した映像の信号をヘッドアップディスプレイ３０に出力する。なお、上記映像信号の具体例としては、周知のコンポジットビデオ信号Ｖｄｅが挙げられる。
【００２０】
ヘッドアップディスプレイ３０は、図３に示すごとく、表示装置Ｄと電子制御回路Ｅとを備えている。
【００２１】
表示装置Ｄは、フロントウインドシールド４０の下縁から当該乗用車の車室内側へ延出するインストルメントパネル５０に配設されている。そして、表示装置Ｄは、ＴＦＴ型液晶パネル３１及びバックライト３２を有しており、液晶パネル３１は、図１にて示すごとく、インストルメントパネル５０のうちの上壁部分５１の開口部５１ａ内にて水平状に支持されている。
【００２２】
この液晶パネル３１は、バックライト３２からの光を受けて、後述のように駆動されて表示画面３１ａにて表示画像を表示し、この表示画像を表示光としてフロントウインドシールド４０に備えられたコンバイナ４２に入射する。そして、フロントウインドシールド４０に入射する表示光は、当該乗用車の運転席に着座した運転者Ｍの眼部に向けてコンバイナ４２にて反射される。そして、コンバイナ４２が表示光を図２中の破線Ｒに沿って反射することで、フロントウインドシールド４０の前方に虚像ｍとして結像する。
【００２３】
なお、バックライト３２は、液晶パネル３１の裏面側に支持されており、バックライト電源３３により電源供給されて点灯する。そして、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。また、表示装置Ｄは、図示しないマトリックス駆動回路により液晶パネル３１を駆動する。
【００２４】
また、図２では省略しているが、液晶パネル３１の上面には図３に示すシャッター３４が備えられている。このシャッター３４は、太陽光が液晶パネル３１に直接入射することによる液晶パネル３１の劣化を防止するためのものであり、ヘッドアップディスプレイ３０の未使用時にはシャッター３４を閉じるように駆動させている。
【００２５】
図３の符号６０は、車室内のうち運転者が操作可能な位置に備えられた操作パネルを示している。操作パネル６０には、メインスイッチ６１、メインスイッチインジケータ６２、赤外線ランプインジケータ６３、およびレオスタット６４が備えられている。
【００２６】
メインスイッチ６１は、運転者に操作されて車両前方表示システムの起動、停止の信号を電子制御回路Ｅに出力する。メインスイッチインジケータ６２は、車両前方表示システムが起動しているときに点灯するように電子制御回路Ｅにより制御される。赤外線ランプインジケータ６３は、赤外線ランプ１０が点灯しているときに点灯するように電子制御回路Ｅにより制御される。レオスタット６４は、運転者に操作されて、表示装置Ｄにより表示される映像の輝度を設定するものであり、設定された輝度の信号を電子制御回路Ｅに出力する。
【００２７】
また、電子制御回路Ｅには、車速センサ７１により検出された車速信号、イグニッションスイッチ７２からのオンオフ信号、ヘッドランプリレー７３からのオンオフ信号、ディマースイッチ７４からのビーム選択信号、コンライト７５からの昼夜検出信号等が入力される。
【００２８】
なお、ヘッドランプリレー７３は、ステアリングコラム部に配置されて運転者に操作されるヘッドランプスイッチのオンオフに基づいて作動するものである。また、ディマースイッチ７４は、ステアリングコラム部に配置されて、ハイビーム、ロービームのいずれかが運転者に選択操作されるスイッチであり、いずれかのオン信号を電子制御回路Ｅに出力する。
【００２９】
また、コンライト７５は、インストルメントパネル５０のうちの上壁部分５１に配置され、所定の光量が入射しているか否かを検出して、検出信号を電子制御回路Ｅに出力する。
【００３０】
そして、電子制御回路Ｅは、次に示す▲１▼〜▲５▼の信号が入力された場合に、車両前方表示システムを起動するように制御する。▲１▼はイグニッションスイッチ７２からのオン信号、▲２▼はメインスイッチ６１からの起動信号、▲３▼はヘッドランプリレー７３からのオン信号、▲４▼はディマースイッチ７４からのオン信号、▲５▼はコンライト７５からの夜検出信号である。
【００３１】
ここで、赤外線ランプ１０から出射される赤外線は、長時間人間の目に入射されると目に悪影響を及ぼす恐れがある。そして、車速が所定の速度より遅い場合には、車外にいる人の目に長時間赤外線を入射させてしまう恐れがある。そこで、電子制御回路Ｅは、上記▲１▼〜▲５▼の信号の入力に加え、車速センサ７１からの車速信号が所定の速度以上である場合に、赤外線ランプ１０を起動するように制御している。これにより、車外にいる人の目への悪影響を防止できる。
【００３２】
また、車両前方表示システムが起動して、赤外線カメラ２０で撮影した車両前方の夜間の映像を、ヘッドアップディスプレイ３０によりフロントウインドシールド２０に虚像として表示している場合において、電子制御回路Ｅは、車両の走行速度が遅いほど、上記映像の表示輝度を低下させるように制御している。
【００３３】
具体的には、電子制御回路Ｅに入力される車速信号に基づいて、バックライト電源３３からバックライト３２に印可される電圧を制御することにより、車速が遅いほど表示輝度を低下させるようにしている。
【００３４】
図４および図５は、電子制御回路Ｅに備えられたマイクロコンピュータが車速に応じて表示輝度を決定するフローチャートであり、はじめに、ステップＳ１０において、上述の▲１▼〜▲５▼の全ての信号が入力されているか否かを判定する。すなわち、車両前方表示システムが作動しているか否かを判定する。そして、車両前方表示システムが作動していると判定された場合には、ステップＳ２０において車速ｖが上昇しているか否かを入力される車速信号に基づいて判定する。
【００３５】
そして、車速ｖが上昇していると判定された場合には、ステップＳ３０において車速ｖが所定の車速ｖ１よりも小さいか否かを判定し、ｖ＜ｖ１と判定された場合にはステップＳ４０において表示輝度を下限値に決定する。また、ｖ≧ｖ１と判定された場合には、ステップＳ５０において表示輝度が上限値に達しているか否かを判定する。なお、この上限値は、上述のレオスタット６４の操作により設定されるものである。そして、表示輝度が上限値に達していないと判定された場合には、ステップＳ６０において表示輝度を下記の数式１に基づいて決定する。
【００３６】
【数１】
Ｌ＝ａｖ＋ｂ
但し、Ｌは表示輝度であり、ａおよびｂは定数である。
【００３７】
一方、ステップＳ２０にて車速ｖが下降していると判定された場合には、ステップＳ８０において車速ｖが所定の車速ｖ２よりも小さいか否かを判定し、ｖ＜ｖ２と判定された場合にはステップＳ９０において表示輝度を下限値に決定する。また、ｖ≧ｖ２と判定された場合には、ステップＳ１００において表示輝度が上限値に達しているか否かを判定し、表示輝度が上限値に達していないと判定された場合には、ステップＳ１１０において表示輝度を下記の数式２に基づいて決定する。
【００３８】
【数２】
Ｌ＝ｃｖ＋ｄ
但し、ｃおよびｄは定数である。
【００３９】
なお、ステップＳ１０、ステップＳ５０、ステップＳ７０、ステップＳ１００にてＮＯと判定された場合にはリターンされて、フローチャートの処理を繰り返す。従って、車速ｖの変化がない場合には、ステップＳ２０およびステップＳ７０にてともにＮＯと判定され、表示輝度は変化しないこととなる。
【００４０】
そして、上記フローチャートによれば図６のタイムチャートに示すように車速に応じて決定される表示輝度が変化することとなる。なお、図６のタイムチャートでは、所定の車速ｖ１を時速３０ｋｍに設定しており、所定の車速ｖ２を時速２５ｋｍに設定している。
【００４１】
すなわち、時速０ｋｍの状態から車速が上昇する場合においては、時速３０ｋｍ以上になるまでは表示輝度を下限値とし、時速３０ｋｍ以上になると表示輝度を上限値になるまで徐々に明るくする。一方、表示輝度が上限値の状態から車速が下降する場合においては、時速２５ｋｍより遅くなるまでは表示輝度を上限値とし、時速２５ｋｍより遅くなると表示輝度を下限値になるまで徐々に暗くする。
【００４２】
以上のように構成した本実施形態において、当該乗用車は、運転者の運転操作のもと、ヘッドランプを点灯しながら道路に沿い夜間走行しているものとする。このような状態で運転者がメインスイッチ６１をオン操作すると、車両前方表示システムが起動し、車速が所定の速度より速ければ赤外線ランプ１０が点灯する。そして、車両前方表示システムが起動するとメインスイッチインジケータ６２が点灯し、赤外線ランプ１０が点灯すると赤外線ランプインジケータ６３が点灯する。
【００４３】
そして、赤外線ランプ１０からの赤外線照射光が車両前方の人物その他の物体に反射され、反射光は望遠レンズ２１を通して赤外線カメラ２０に受光される。これにより、前記物体は赤外線カメラ２０にて撮影される。そして、赤外線カメラ２０は撮影した映像をコンポジットビデオ信号Ｖｄｅとしてヘッドアップディスプレイ３０の電子制御回路Ｅに出力する。
【００４４】
電子制御回路Ｅは、入力されたビデオ信号Ｖｄｅに基づいて、液晶パネル３１を駆動するマトリックス駆動回路の作動を制御する。また、電子制御回路Ｅは、上記フローチャートにて決定された表示輝度となるようにバックライト電源３３の作動を制御する。
【００４５】
従って、このようにして赤外線カメラ２０にて撮影された車両前方の夜間の映像は、液晶パネル３１により表示光としてフロントウインドシールド４０に入射されて、当該フロントウインドシールド４０の前方に結像される虚像ｍを運転者に視認させるので、夜間の運転者の視界を補助して安全運転を支援することができる。
【００４６】
そして、本実施形態によれば、視界補助がそれほど必要ではない低速走行時には、映像の表示輝度が低下するので、フロントウインドシールド４０に表示される映像が運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制できる。また、カーブ走行時には減速運転することとなるため、映像の表示輝度が低下することとなるので、カーブ走行時においてフロントウインドシールド４０に表示される映像が運転者にとって煩わしいと感じられてしまうことを抑制できる。
【００４７】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、車両の走行速度に応じて映像の表示輝度を徐々に変化させているのに対し、本実施形態では、車両の走行速度が所定の値以上であるか否かによって映像の表示輝度をステップ的に変化させるようにしている。
【００４８】
具体的には、図７および図８に示すフローチャートにより表示輝度を決定するようになっており、ステップＳ２０において車速ｖが上昇していると判定された場合には、ステップＳ３１において車速ｖが所定の車速ｖ３よりも小さいか否かを判定する。そして、ｖ＜ｖ３と判定された場合にはステップＳ４１において表示輝度を下限値に決定し、ｖ≧ｖ３と判定された場合にはステップＳ６１において表示輝度を上限値に決定する。
【００４９】
一方、ステップＳ２０において車速ｖが下降していると判定された場合には、ステップＳ８１において車速ｖが所定の車速ｖ４よりも小さいか否かを判定する。そして、ｖ＜ｖ４と判定された場合にはステップＳ９１において表示輝度を下限値に決定し、ｖ≧ｖ４と判定された場合にはステップＳ１１１において表示輝度を上限値に決定する。
【００５０】
そして、上記フローチャートによれば図９のタイムチャートに示すように車速に応じて決定される表示輝度が変化することとなる。なお、図９のタイムチャートでは、所定の車速ｖ３およびｖ４をともに時速０ｋｍに設定している。すなわち、時速０ｋｍの状態では表示輝度を下限値とし、時速０ｋｍ以上では表示輝度を上限値とする。
【００５１】
そして、上記表示輝度の決定方法の他は、本実施形態の構成および作動は上記第１実施形態の構成および作動と同様であり、同様の効果を発揮することができる。
【００５２】
（他の実施形態）
上記第１および第２実施形態では、赤外線ランプ１０を備え、当該ランプ１０からの照射光のうち車両前方の物体にて反射された反射光を暗視カメラ２０にて受光して撮影するようにしているが、本発明の実施にあたり、赤外線ランプ１０を廃止して、生物その他の物体が自然に発する赤外線を暗視カメラ２０にて感知して撮影するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記第１および第２実施形態では、暗視カメラ２０を１台だけ備えているが、２台の暗視カメラ２０を備えて、ステレオカメラとして車両前方の映像を撮影するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記第２実施形態では、車速が上昇している場合の所定の車速ｖ３と、車速が下降している場合の所定の車速ｖ４を同じ値にしているが、本発明の実施にあたり、上記両車速ｖ３、ｖ４を異なる値に設定してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両前方表示システムの全体構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る車両前方表示システムの全体構成を示す側面図である。
【図３】図２に示すヘッドアップディスプレイの全体構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す電子制御回路の作動を示すフローチャートである。
【図５】図３に示す電子制御回路の作動を示すフローチャートである。
【図６】図４および図５に示すフローチャートにより決定される表示輝度のタイムチャートを示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイに備えられた電子制御回路の作動を示すフローチャートである。
【図８】第２実施形態に係るヘッドアップディスプレイに備えられた電子制御回路の作動を示すフローチャートである。
【図９】図７および図８に示すフローチャートにより決定される表示輝度のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
２０…赤外線カメラ（暗視カメラ）、
３０…ヘッドアップディスプレイ（表示装置）
４０…フロントウインドシールド。

Claims (4)

1. 車両前方の夜間の映像を撮影する暗視カメラ（２０）と、
   前記撮影された映像を車両のフロントウインドシールド（４０）に虚像として表示する表示装置（３０）とを備え、
   車両の走行速度が遅いほど前記映像の表示輝度を低下させることを特徴とする車両前方表示システム。
2. 車両の走行速度に応じて前記映像の表示輝度を徐々に変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両前方表示システム。
3. 車両の走行速度が所定の値以上であるか否かによって前記映像の表示輝度をステップ的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両前方表示システム。
4. 前記所定の値を毎時０ｋｍとすることを特徴とする請求項３に記載の車両前方表示システム。

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