JP2005067514A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者の前方視認行為をできる限り妨げずに、運転者が自車両前方の状態と自車両の制御状態を容易に理解でき、安心して走行することができる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 自車両のフロントガラスを通じて表示を行う車両用表示装置において、自車両前方の状態を検出する前方状態検出手段１０１、１０２、１０３、２００と、自車両の制御状態を検出する自車両検出手段１０３、１０４、１０５、２００と、前方状態検出手段により検出された自車両前方の状態に応じて表示すべき表示像の視認位置を決定する表示視認位置判定手段２００とを備え、自車両検出手段により検出された自車両の制御状態に応じて表示像の表示形態を変更するとともに、表示視認位置判定手段により決定された視認位置に、一定時間だけ表示像を表示する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）等の自車両のフロントガラスを通じて表示を行うようにした車両用表示装置に関する。

従来より、この種の車両用表示装置としては、例えば、自車両前方の所定距離に存在する先行車両に追従走行することができる装置、いわゆる、オートクルーズコントロールに適用されたものがある。

そして、従来では、このオートクルーズコントロールにおいて、追従走行時に自車両前方の対象となる先行車両の位置を示すマークをヘッドアップディスプレイを用いて、前方視野上のフロントガラスにおける該当位置に投影して指示対象となる先行車両を容易に視認可能に表示する装置が提案されている。

しかしながら、フロントガラスから見た実際の景色とフロントガラスを通じてみる虚像とのマッチングがうまくいかないことから、従来では、観察者（運転者）にとって虚像が２重に見えてしまうことがあった。そのため、観察者には違和感が生じるという問題があった。

たとえば、そのような観察者における表示の違和感を防止するために、少なくとも２個の表示像を自車両に対して水平方向にフロントガラスに投影して表示する車両用表示装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

このような車両用表示装置によれば、初めから２つの虚像をフロントガラスに映し出すことにより、運転者が先行車両を視認したまま、この表示を視認した場合でも、両眼視差に起因して生じる違和感を低減することができ、安心して走行することができるとされている。
特開２０００−５７４９１号公報

しかしながら、上記特許文献１で提案されているような車両用表示装置は、追従走行時にフロントガラス上に複数個の表示像が常に表示されているので、運転者が表示を煩わしく感じることや、表示像に意識を奪われて前景の状況認知行動を妨げるという問題がある。

また、自車両や先行車両の状態に関わらず、表示形態が同じため、運転者は先行車が視認できても、自車両がどのように制御されているか確認することができず、必ずしも安心して走行することができるとは限らないという問題があった。

そこで、本発明は上記問題に鑑み、運転者の前方視認行為をできる限り妨げずに、運転者が自車両前方の状態と自車両の制御状態を容易に理解でき、安心して走行することができる車両用表示装置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、自車両（１００）のフロントガラス（４４）を通じて表示を行う車両用表示装置において、自車両（１００）前方の状態を検出する前方状態検出手段（１０１、１０２、１０３、２００）と、自車両（１００）の制御状態を検出する自車両検出手段（１０３、１０４、１０５、２００）と、前方状態検出手段（１０１、１０２、１０３、２００）により検出された自車両（１００）前方の状態に応じて表示すべき表示像（７００）の視認位置を決定する表示視認位置判定手段（２００）とを備え、自車両検出手段（１０３、１０４、１０５、２００）により検出された自車両（１００）の制御状態に応じて表示像（７００）の表示形態を変更するとともに、表示視認位置判定手段（２００）により決定された視認位置に、一定時間だけ表示像（７００）を表示するようにしたことを特徴とする。

それによれば、先行車両の位置等の自車両（１００）前方の状態に応じて表示すべき表示像（７００）の視認位置を決定し、当該視認位置に表示像（７００）を一定時間だけ、表示するようにしているから、運転者（Ｋ）の前方視認行為は極力妨害されることなく、運転者（Ｋ）は、自車両（１００）前方の状態を容易に理解することができる。

また、車速やブレーキ支援状態等の自車両（１００）の制御状態に応じて、表示像（７００）の表示形態を変更するようにしているので、運転者（Ｋ）は自車両（１００）の制御状態を容易に理解することができる。

よって、本発明によれば、運転者（Ｋ）の前方視認行為をできる限り妨げずに、運転者（Ｋ）が自車両（１００）前方の状態と自車両（１００）の制御状態を容易に理解でき、安心して走行することができる車両用表示装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の車両用表示装置において、表示視認位置判定手段（２００）は、前方状態検出手段（１０１、１０２、１０３、２００）によって検出された先行車両（９００）の位置および相対速度に応じて自車両（１００）が当該先行車両に追従可能であるかどうかを判断し、追従可能であると判断された先行車両（９００）を表示像（７００）の視認位置として決定するものであることを特徴としている。

それによれば、自車両（１００）が追従可能と判断された先行車両（９００）を追従候補車両として、この先行車両（９００）に表示を行うことができるため、運転者（Ｋ）は容易に追従走行が行えるか否かの判断ができるようなる。

また、請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の車両用表示装置において、表示視認位置判定手段（２００）により決定された視認位置に、一定時間だけ表示像（７００）を表示した後、表示像（７００）の視認位置をそれまでの視認位置よりもフロントガラス（４４）の周辺部寄りの部位に変更するようにしたことを特徴としている。

それによれば、一定時間だけ表示像（７００）を表示した後であっても表示像（７００）は消えることなく、運転者（Ｋ）の前方視認行為を極力阻害しないような位置に表示されている。そのため、一定時間だけ表示像（７００）を表示した後であっても、運転者（Ｋ）は必要な時には、表示像（７００）を視認することができ、好ましい。

さらに、請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の車両用表示装置において、変更後の視認位置に表示される表示像（７００）は、自車両（１００）周辺の状態を表す鳥瞰図として表示されるものであることを特徴としている。

それによれば、変更後の視認位置に表示される表示像（７００）は鳥瞰図として表示されるため、運転者（Ｋ）は、自車両（１００）と先行車両（９００）との位置関係等を容易に理解することができるようになり、好ましい。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４に記載の車両用表示装置において、表示視認位置判定手段（２００）により決定された視認位置に一定時間だけ表示される表示像（７００）は、その表示期間中に任意周期で点滅して表示されるものであることを特徴としている。

それによれば、表示像（７００）を任意周期で点滅することとしたので、表示像（７００）の視認位置が強調され、運転者（Ｋ）は容易に先行車両等を視認することができるようになり、好ましい。

また、請求項６に記載の発明では、請求項１〜請求項５に記載の車両用表示装置において、表示像（７００）の表示および非表示を運転者（Ｋ）の操作により切換えることが可能となっていることを特徴としている。

それによれば、表示像（７００）の表示・非表示を任意に変更できるようにしたので、運転者（Ｋ）の必要な時に表示像（７００）を見ることができるので、煩わしさが解消され、好ましい。

さらに、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の車両用表示装置において、前方状態検出手段（１０１、１０２、１０３、２００）により検出された自車両（１００）前方の状態が危険であるかどうかを判断する危険判定手段（２００）を有し、表示像（７００）の非表示時において危険判定手段（２００）により危険であると判断された場合は、表示を行うようにしたことを特徴としている。

それによれば、上記請求項６に記載の車両用表示装置において、非表示状態であっても、自車両（１００）前方の状態が危険である場合には、危険を知らせる警告表示がなされるので、安全性確保のために好ましい。

また、請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７に記載の車両用表示装置において、表示像（７００）の表示形態ついて運転者（Ｋ）の嗜好により登録ができるようになっていることを特徴としている。

それによれば、表示像（７００）の表示形態を登録できるようにしたので、運転者（Ｋ）の嗜好に合わせた表示像（７００）を表示することができる。

また、請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８に記載の車両用表示装置において、表示像（７００）の表示形態について運転者（Ｋ）の操作により変更できるようになっていることを特徴としている。

それによれば、表示像（７００）の表示形態を変更できるようにしたので運転者（Ｋ）の嗜好に合わせて、運転者（Ｋ）の必要な時に表示形態を変更することができる。

また、請求項１０に記載の発明では、請求項１〜請求項９に記載の車両用表示装置において、表示像（７００）の表示を行う際に動作音を発生させるための動作音発生手段（１３３）が備えられていることを特徴としている。

それによれば、動作音を付加させたので、運転者（Ｋ）が表示像（７００）を容易に視認できるようになる。

また、請求項１１に記載の発明では、請求項１〜請求項１０に記載の車両用表示装置において、両眼の視差を利用して自車両（１００）のフロントガラス（４４）を通じ立体表示を行うための立体画像生成手段（１３２）を備えており、表示像（７００）の表示は、立体画像生成手段（１３２）により行われることを特徴としている。

それによれば、表示像（７００）の表示において両目の視差を利用した立体表示を行う表示装置とできるため、運転者（Ｋ）が先行車両（９００）を視認したまま、この表示を視認した場合でも１つの表示像として認識することができ、上述した両目視差に起因して生じる観察者の違和感が発生しない。

ここで、立体画像生成手段としては、ヘッドアップディスプレイ（１３２）を採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、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図であり、図２は、本車両用表示装置の各部の車両（自車両）１００内での配置例を示す図である。また、図３は、車両（自車両）１００における運転席およびフロントガラス４４の様子を示す正面図である。

図１に示されるように、本実施形態の車両用表示装置は、情報入力部２０５と、情報出力部２０６と、外部記憶装置２０７と、これらを制御する制御ユニット２００とを備えて構成されている。

情報入力部２０５は、フロントレーダー１０１、前方監視カメラ１０２、車速センサ１０３、スロットルセンサ１０４、ブレーキ油圧センサ１０５、自動運転スイッチ１０６等の各部を備えて構成されるものである。

フロントレーダー１０１は、車両１００の前方を監視し、当該前方の走行路形状と、当該前方の車両（先行車両）・障害物の位置（前後方向および左右方向の位置）および相対速度等を検出するものである。

このフロントレーダー１０１は、図２に示されるように、例えば車両１００前部の適所に配設されている。このようなフロントレーダー１０１としては、たとえばレーザーで前方の物体を認識するもの等を採用することができる。

前方監視カメラ１０２は、車両１００の前方の映像を得るものであり、例えば、図２に示されるように、車両１００の車室天井部に配設される。このような前方監視カメラ１０２としては、たとえばＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）等を採用することができる。

車速センサ１０３は、車両１００の速度を検出するものであり、スロットルセンサ１０４は、車両１００のスロットル開度を検出するものであり、ブレーキ油圧センサ１０５は、車両１００のブレーキ油圧を検出するものである。これら各センサ１０３、１０４、１０５については、一般的なものを採用することができる。

また、自動運転スイッチ１０６は、車速を一定とした運転状態すなわちいわゆるオートクルージングの機構をオンオフさせるためのスイッチである。図２に示されるように、この自動運転スイッチ１０６は、たとえばハンドル１１０の近傍に設けられており、運転者が操作可能となっている。

次に、情報出力部２０６は、主としてマルチディスプレイ１３１、ヘッドアップディスプレイ１３２、スピーカ１３３、スロットル１３４、ブレーキ１３５等を備えて構成されている。

ここで、これらマルチディスプレイ１３１、ヘッドアップディスプレイ１３２といった表示手段、およびスピーカ１３３は、制御ユニット２００で生成された画像情報や音声情報に基づき画像や音声を出力する情報提示手段として構成されている。

マルチディスプレイ１３１は、たとえば一般に自動車に搭載されているような液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）等からなるものである。

ヘッドアップディスプレイ１３２は、両眼の視差を利用して自車両１００のフロントガラス４４を通じ立体表示を行う立体画像生成手段１３２として構成されている。このヘッドアップディスプレイ１３２の詳細ついては後述する。

また、スピーカ１３３は、表示像の表示を行う際に動作音を発生させるための動作音発生手段として構成されている。なお、これらマルチディスプレイ１３１、ヘッドアップディスプレイ１３２の具体的な外観は、図３に示される通りである。

また、スロットル１３４、ブレーキ１３５は、制御ユニット２００で生成された制御信号に基づき動作するアクチュエータである。これらアクチュエータ１３４、１３５は、具体的には、上記自動運転スイッチ１０６の操作により自動運転（オートクルージング）を行うべく、制御ユニット２００によって制御されるものである。

次に、制御ユニット２００は、車両のＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）２０３、ＲＯＭ・ＲＡＭ等からなるメモリ２０２、入力ポート２０１、出力ポート２０４等を備えたマイコンなどで構成されている。

そして、この制御ユニット２００は、情報入力部２０５から得られた信号を、入力ポート２０１を介して集め、メモリ２０２に蓄える処理を行う。さらに、メモリ２０２には、マルチディスプレイ１３１やヘッドアップディスプレイ１３２に表示すべき表示像のデータが記憶されている。

制御ユニット２００における各種データをメモリ２０２へ蓄える処理は具体的には次のように行われる。

すなわち、制御ユニット２００は、フロントレーダー１０１からは前方走行路形状および先行車両が存在するときは当該先行車両の相対速度等を、車速センサ１０３からは自車両１００の車速を、スロットルセンサ１０４からはスロットル開度を、ブレーキ油圧センサ１０５からはブレーキ油圧を、それぞれ入力ポート２０１を介して入力し、メモリ２０２に記憶する。

また、制御ユニット２００は、自動運転スイッチ１０６などのスイッチのオンオフの状態を入力してメモリ２０２に記憶する。また、制御ユニット２００は、前方監視カメラ１０２からは、前方映像を取得してメモリ２０２に記憶する。

そして、ＣＰＵ２０３は、メモリ２０２に記憶されたこれらのデータ情報の中から必要な情報を読み出し、状況を判断して、制御対象と制御方法を決める。ここで、状況とは、自車両１００前方の状態や自車両１００の制御状態である。

具体的に、自車両１００前方の状態とは、前方の道路や先行車両あるいは障害物等の状況であり、自車両１００の制御状態とは、自車両１００の車速やブレーキ支援状態等の状況である。

また、制御対象とは、情報出力部２０６のマルチディスプレイ１３１、ヘッドアップディスプレイ１３２、スピーカ１３３、スロットル１３４、ブレーキ１３５である。

そして、ＣＰＵ２０３は、出力ポート２０４を介して、マルチディスプレイ１３１、ヘッドアップディスプレイ１３２、スピーカ１３３等のＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や、スロットル１３４、ブレーキ１３５のなかから決定された制御対象に対して、制御信号を出力することによって追従走行（オートクルーズコントロール）を実現している。

ここで、表示機能のうち、主としてヘッドアップディスプレイ１３２への表示に関する機能について説明する。

図３には、運転席から見た車両１００における車内の様子が示されており、マルチディスプレイ１３１およびその表示領域であるナビゲーション表示領域１３１ａ、ヘッドアップディスプレイ１３２およびフロントガラス４４上に位置するヘッドアップディスプレイ１３２の表示領域１３２ａが示されている。

図４は、本実施形態におけるヘッドアップディスプレイ１３２の構成を模式的に示す図である。ヘッドアップディスプレイ１３２は、図４に示されるように、映像投射器４２、スクリーン４３、ウインドシールド４４、フレネルミラー４５を備える。ここで、フレネルミラー４５は、スクリーン４３から画像を拡大し、見る人（図４中では運転者Ｋとして示す）の目に視認させるためのものである。

この図４に示されるようなヘッドアップディスプレイ１３２の作動は次の通りである。制御ユニット２００は、ケーブル等からなる映像データ信号線４１を介して映像投射器４２へ映像信号を送る。映像投射器４２は、この映像信号を光に変換してスクリーン４３へ投射する。

スクリーン４３は、映像投射器４２から投射された光を、フレネルミラー４５へ向けて反射させ、さらにフレネルミラー４５は、フロントガラス４４へ向けてその光を反射させる。

そして、フロントガラス４４は、フレネルミラー４５で反射された光を、運転者Ｋの視点方向へ反射させて、運転者Ｋから視認可能な虚像を形成する。フロントガラス４４は、車両１００の前方からフロントガラス４４自身を透過して車室内へ入ってくる光に重ねて、この虚像を提示する。

また、図５は、本実施形態の車両用表示装置におけるヘッドアップディスプレイ１３２による虚像としての表示像７００の表示の一例を示す図である。図５では、表示像７００として四角枠印のターゲットマーク７００が示されている。

制御ユニット２００は、情報入力部２０５から入力した上記データ情報に基づいて、ヘッドアップディスプレイ１３２を制御する。それにより、図５に示すように、フロントガラス４４上に、先行車両９００に対してターゲットマーク７００が表示されて、先行車両９００の強調表示が行われたり、車速や先行車両９００との車間距離などの文字表示が行われたりする。

また、制御ユニット２００は、情報入力部２０５から入力した上記データ情報に基づいて、上記のスロットル１３４やブレーキ１３５等のアクチュエータを制御することで、自車両１００の制御を行うようにしている。

ここで、本実施形態では、このターゲットマーク７００の表示は、先行車両９００に重なるように一定時間だけ表示させるようにしており、運転者Ｋの前方視認行為を妨げずに先行車両９００を容易に視認でき、表示による煩わしさを防止するようにしている。

また、自車両１００の制御状態によりターゲットマーク７００の表示形態を変化させるようにしており、それによって、運転者Ｋが自車両１００の制御状態を容易に理解できるようにしている。

こうしたヘッドアップディスプレイ１３２における先行車両９００に対するターゲット表示について、図６〜図９のフローチャートと図１０〜図１７の表示例を示す図を参照して、より具体的に説明する。

図６は、本車両用表示装置の制御フローを示すフローチャートである。この表示処理は、ステップ３００（Ｓ３００）およびステップ３１１（Ｓ３１１）に示されるように、車両１００のイグニッションスイッチがＯＮになっている際に繰り返し実行される。なお、車両１００のイグニッションスイッチがＯＦＦになっている場合は、この表示処理は終了する。

図６に示すように、表示処理の実行が開始されると、まず、ステップ３０１（Ｓ３０１）では、制御ユニット２００がヘッドアップディスプレイ１３２の表示がオンであるか否かを判定する。

ここで、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示のオンオフは、車両のイグニッションスイッチ（Ｉ／Ｇ）がオンの時、表示がオンとなり、車両のイグニッションスイッチがオフの時、表示がオフとなるように、車両のイグニッションスイッチと連動させることで可能である。

または、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示のオンオフ用スイッチを設け、このスイッチを運転者Ｋが操作することにより、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示のオンオフを行うようさせることも可能である。

そして、このステップ３０１において、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示がオフの場合（ステップ３０１：ＮＯ）には、ステップ３０９（Ｓ３０９）に移行し、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示がオンの場合（ステップ３０１：ＹＥＳ）には、ステップ３０２（Ｓ３０２）に移行する。

ステップ３０２では、制御ユニット２００が、情報入力部２０５から上記した各種のデータを入力してメモリ２０２に記憶するとともに、フロントレーダ１０１、前方監視カメラ１０２から先行車両９００の有無を判定する。

そして、先行車両９００が存在しない場合（ステップ３０２：ＮＯ）は、ステップ３１１に移行し、先行車両９００が存在する場合（ステップ３０２：ＹＥＳ）は、ステップ３０３（Ｓ３０３）に移行する。

続くステップ３０３では、制御ユニット２００が、先行車データの解析を行う。具体的には、制御ユニット２００において、メモリ２０２に記憶された情報に基づいてＣＰＵ２０３が先行車両９００の位置や相対速度などを算出し、ステップ３０４へ移行する。

このステップ３０３の詳細な処理の内容を図７に示す。図７は、ステップ３０３すなわち先行車データ解析の制御フローを示すフローチャートである。

まず、図７に示されるステップ３０３１（Ｓ３０３１）では、制御ユニット２００のＣＰＵ２０３が、フロントレーダー１０１、前方監視カメラ１０２で捕えた先行車両９００について、自車両１００に対する当該先行車両９００の位置を算出する。また、車速センサ１０３から自車両１００の車速データを読み出す。

次に、ステップ３０３２（Ｓ３０３２）では、制御ユニット２００のＣＰＵ２０３が、車速センサ１０３からの車速データと上記先行車両９００の位置の時系列データに基づいて、自車両１００に対する先行車両９００の相対速度を算出する。

なお、ここでは、フロントレーダー１０１、前方監視カメラ１０２の２つのデータを用いて先行車両９００のデータ解析を行っているが、フロントレーダー１０１、前方監視カメラ１０２のどちらか一方を用いて解析を行ってもよい。

次に、図６に示されるステップ３０４（Ｓ３０４）では、上記算出された先行車両９００の位置や相対速度から、自車両１００が追従可能な先行車両、すなわち、追従候補車両が存在するか否かを、制御ユニット２００が判定する。

たとえば、自車両１００に比べて先行車両が速すぎたり、または遅すぎたりした場合や、先行車両の走行している車線が異なっている場合など、自車両１００の走行状態とマッチしないときには、追従不可能であると判定する。

そして、追従候補車両が存在しないと判定された場合（ステップ３０４：ＮＯ）には、ステップ３１１に移行する。一方、追従候補車両が存在すると判定された場合（ステップ３０４：ＹＥＳ）には、ステップ３０５（Ｓ３０５）に移行する。

ステップ３０５では、制御ユニット２００によってヘッドアップディスプレイ１３２を制御することにより、対象となる先行車両に表示を行う。ステップ３０５の詳細な処理の内容を図８に示す。図８は、ステップ３０５すなわちこの表示の制御フローを示すフローチャートである。

図８に示されるステップ３０５１（Ｓ３０５１）では、制御ユニット２００のＣＰＵ２０３で決定された自車両１００の制御状態に基づき、表示形態を決定し、この決定された表示形態の表示像をメモリ２０２から読み出す。なお、自車両１００の制御状態は、情報入力部２０５から得られる自車両１００の車速やブレーキの支援状態等のデータ情報から、ＣＰＵ２０３が決定する。

このステップ３０５１において、自車両１００の制御状態に基づいて決定された表示形態の一例が、上記図５に示されている。なお、このステップ３０５１では、ヘッドアップディスプレイ１３２への実際の表示は行われていない。上記図５は、後のステップ３０５２にて実際にヘッドアップディスプレイ１３２に表示が行われた場合のイメージを示している。

また、その他の表示形態の例が、図１０に示されている。たとえば、自車両１００と先行車両９００との車間距離が設定値より近くなり、自車両１００がブレーキを支援した場合、図１０に示されるように、ターゲットマーク（表示像）７００を点滅させて強調表示し、ブレーキが作動している事を運転者Ｋに伝える。

ここでは、自車両１００の制御状態としてブレーキを支援した場合に表示形態を強調表示とした例を示したが、そのほか、自車両１００が速度を出しすぎている状態の場合や、自車両１００が加速中の状態である場合などにも、表示像７００を点滅させて強調表示してもよい。

このように自車両１００の制御状態に合わせて表示像７００の表示形態を変更することにより、運転者Ｋは、自車両１００の制御状態を容易に理解することができ、安心して追従走行を行うことができる。

なお、図１０に示される例では、表示像７００の強調表示は点滅としたが、それ以外でもよく、たとえば、色、表示像の形状により強調を行うようにしてもよい。また、ヘッドアップディスプレイ１３２を制御することにより、立体画像における視差量を変化させ、表示像の遠近感を変化させることで、運転者Ｋに対して強調表示を行ってもよい。もちろん、自車両１００の制御状態の種類により、強調表示の方法を変えてもよい。

図８において、続くステップ３０５２（Ｓ３０５２）では、検出された自車両１００前方の状態に応じて表示すべき表示像７００の視認位置を、制御ユニット２００が決定し、実際にヘッドアップディスプレイ１３２による表示を行う。

具体的には、上記ステップ３０３で解析された先行車両９００の位置を視認位置として、ターゲットマーク７００などの表示像が先行車両９００に重なるように、ヘッドアップディスプレイ１３２において表示を行う。この表示の様子が上記図５や図１０に示されている。

このように表示することにより、運転者Ｋは先行車両９００を容易に視認できるようになる。なお、図５や図１０では、表示像として四角枠印のターゲットマーク７００を利用して、これを先行車両９００に重なるように表示を行っているが、このようなターゲットマーク７００としては四角印に限らず、丸印、または三角印などでもよい。

また、表示像７００の表示形態の他の例として、図１１、図１２、図１３が示されている。図１１に示されるように、表示像７００は先行車両９００の頭上に表示されるものであってもよい。この例では先行車両９００の頭上に矢印としての表示像７００を表示している。

また、図１２に示されるように、表示像７００は先行車両９００の下部に表示されるものであってもよく、この例では先行車両の下部に引かれた太線としての表示像７００を表示している。また、図１３に示される例では、表示像７００は先行車両９００の輪郭像であり、この輪郭像を先行車両９００に重ね合わせて表示している。

図８において、続くステップ３０５３（Ｓ３０５３）では、制御ユニット２００が、上記ステップ３０５２で表示を開始してからの時間経過を算出し、所定の時間が経過したか否かを判定する。

所定の時間が経過していなければ（ステップ３０５３：ＮＯ）、上記ステップ３０５２に戻り表示が続けられる。所定時間が経過したと判定されると（ステップ３０５３：ＹＥＳ）、ステップ３０５４に移行する。

つまり、上記ステップ３０５２では、検出された自車両１００前方の状態に応じて決定された視認位置、すなわち先行車両９００の位置に対して、一定時間だけターゲットマーク（表示像）７００を表示するようにしている。

ステップ３０５４（Ｓ３０５４）では、表示像７００の表示位置（つまり、表示像の視認位置）を、それまでの表示位置とは異なる所定位置に変更する。このように所定時間が経過した場合に表示像７００の表示位置を変更するようにしたため、運転者Ｋは前方視認行為を妨げられずに先行車両９００を容易に視認でき、表示による煩わしさを防止することができる。

図１４および図１５は、表示像７００の視認位置をそれまでの視認位置よりもフロントガラス４４の周辺部寄りの部位に変更した例を表すものである。

図１４では、表示像であるターゲットマーク７００の視認位置をフロントガラス４４の下部に変更した例であり、ターゲットマーク７００はカメラ１０２で捕らえられた先行車両９００の映像データとともに移動している。

図１５は、表示像７００の視認位置をフロントガラス４４の下部に変更するとともに、変更後の視認位置において表示像７００を鳥瞰図として表示している例である。また、図１６は、図１５に示される鳥瞰図の拡大図である。

このように、変更後の視認位置に表示される表示像７００は、自車両１００周辺の状態を表す鳥瞰図の形で表示されておいる。なお、このような鳥瞰図のデータは制御ユニット２００のメモリ２０２に記憶されている。

なお、図１４、図１５に示される例では、変更後の視認位置をフロントガラス４４の下部としているが、変更後の視認位置がそれまでの表示像７００の視認位置よりもフロントガラス４４の周辺部寄りの部位に位置するならば、これに限るものではないことはもちろんである。たとえば、フロントガラス４４の上部、右端部、左端部等に視認位置を変更してもよい。

また、本ステップ３０５４では、表示像７００の視認位置をフロントガラス４４上にて変更しているが、視認位置の変更は行わず、表示像７００を消去するようにしてもよい。また、本ステップ３０５４において、表示像７００をマルチディスプレイ１３１に表示するようにしてもよい。

このようにしてステップ３０５を行った後、図６において、続くステップ３０６（Ｓ３０６）では、運転者Ｋが追従走行を有効にしなかった場合（ステップ３０６：ＮＯ）には、ステップ３１１に移行し、追従走行を有効にした場合（ステップ３０６：ＹＥＳ）はステップ３０７（Ｓ３０７）に移行する。

ここで、運転者Ｋが追従走行を有効にする場合とは、運転者Ｋが上記自動運転スイッチ１０６をオンの状態としてオートクルーズを行うようにした場合であり、運転者Ｋが追従走行を有効にしなかった場合とは、運転者Ｋが上記自動運転スイッチ１０６をオフの状態とした場合である。

ステップ３０７では、フロントレーダー１０１、前方監視カメラ１０２、車速センサ１０３、スロットルセンサ１０４、ブレーキ油圧センサ１０５からの情報データを利用して、制御ユニット２００が自車両１００の制御を行う。ステップ３０７の詳細な処理の内容を図９に示す。図９は追従走行の車両制御フローを示すフローチャートである。

図９において、ステップ３０７１（Ｓ３０７１）においては、制御ユニット２００が、フロントレーダー１０１、前方監視カメラ１０２、車速センサ１０３からのデータを読み出す。

ステップ３０７２（Ｓ３０７２）では、制御ユニット２００が、追従候補車両として決定された先行車両（追従先行車両）９００の位置、および、自車両１００と追従先行車両９００との相対速度を解析する。

続くステップ３０７３（Ｓ３０７３）では、制御ユニット２００が、自車両１００と追従先行車両２００との車間距離が適切かどうかを判定し、適切な場合（ステップ３０７３：ＹＥＳ）は終了しステップ３０８に移行する。また、当該車間距離が不適切な場合（ステップ３０７３：ＮＯ）はステップ３０７４に移行する。

そして、ステップ３０７４（Ｓ３０７４）では、制御ユニット２００がスロットル１３４とブレーキ１３５を制御し、車間距離を適切な距離に調節する。これにより、オートクルーズコントロールが行われる。

また、ステップ３０８（Ｓ３０８）では、追従することに決まった先行車両９００に対して表示像が表示される。このステップ３０８における表示方法は上記図８に示したステップ３０５の表示方法と同様である。

また、図６において、ステップ３０９（Ｓ３０９）では、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示がオフの場合（ステップ３０１：ＮＯ）に、制御ユニット２００が自車両１００と先行車両９００との車間距離が危険距離か否かを判定する。

そして、危険距離でないと判定した場合（ステップ３０９：ＮＯ）はステップ３１１に移行する。一方、危険距離であると判定した場合（ステップ３０９：ＹＥＳ）はステップ３１０に移行する。

そして、ステップ３１０（Ｓ３１０）では、制御ユニット２００がヘッドアップディスプレイ１３２を制御することによって、運転者Ｋに対し危険なことを知らせる表示が行われる。たとえば、「キケン」という文字表示や危険であることを認識させるマークなどを表示像として、ヘッドアップディスプレイ１３２によって表示する。

これにより、表示オフ時（ステップ３０１：ＮＯ）でも危険距離である判定した場合には、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示が行われるので、運転者Ｋは危険状態を認識しやすくなり、不注意による先行車両９００への衝突を軽減することができる。

以上述べてきたように、本実施形態においては、自車両１００のフロントガラス４４を通じて表示を行う本実施形態の車両用表示装置が提供される。

そして、本実施形態では、この車両用表示装置において、フロントレーダー１０１、前方監視カメラ１０２、車速センサ１０３、および制御ユニット２００は、自車両１００前方の状態を検出する前方状態検出手段１０１、１０２、１０３、２００として構成されている。この前方状態検出手段は、上記例では先行車両９００に関する状況を検出しているが、その他、前方障害物の状況等を検出するようにしてもよい。

また、車速センサ１０３、スロットルセンサ１０４、ブレーキ油圧センサ１０５、制御ユニット２００は、車速やブレーキの支援状態等の自車両１００の制御状態を検出する自車両検出手段１０３、１０４、１０５、２００として構成されている。

また、制御ユニット２００は、前方状態検出手段１０１、１０２、１０３、２００により検出された自車両１００前方の状態に応じて、表示すべき表示像７００の視認位置を決定する表示視認位置判定手段２００として構成されている。

そして、本実施形態では、自車両検出手段１０３、１０４、１０５、２００により検出された自車両１００の制御状態に応じて、表示像７００の表示形態を変更するとともに、表示視認位置判定手段２００により決定された視認位置に、一定時間だけ表示像７００を表示するようにしたことを主たる特徴としている。

それによれば、先行車両の位置等の自車両１００前方の状態に応じて表示すべき表示像７００の視認位置を決定し、当該視認位置に表示像７００を一定時間だけ、表示するようにしているから、運転者Ｋの前方視認行為は極力妨害されることなく、運転者Ｋは、自車両１００前方の状態を容易に理解することができる。

また、車速やブレーキ支援状態等の自車両１００の制御状態に応じて、表示像７００の表示形態を変更するようにしているので、運転者Ｋは自車両１００の制御状態を容易に理解することができる。

よって、本実施形態によれば、運転者Ｋの前方視認行為をできる限り妨げずに、運転者Ｋが自車両１００前方の状態と自車両１００の制御状態を容易に理解でき、安心して走行することができる車両用表示装置を提供することができる。

また、本実施形態では、表示視認位置判定手段としての制御ユニット２００は、前方状態検出手段１０１、１０２、１０３、２００によって検出された先行車両９００の位置および相対速度に応じて自車両１００が当該先行車両に追従可能であるかどうかを判断し、追従可能であると判断された先行車両９００を表示像７００の視認位置として決定するものである（上記ステップ３０４参照）。

それによれば、自車両１００が追従可能と判断された先行車両９００を追従候補車両として、この先行車両９００に表示を行うことができるため、運転者Ｋは容易に追従走行が行えるか否かの判断ができるようなる。

また、本実施形態では、上記図１４や図１５に示したように、表示視認位置判定手段としての制御ユニット２００により決定された視認位置に、一定時間だけ表示像７００を表示した後、表示像７００の視認位置をそれまでの視認位置よりもフロントガラス４４の周辺部寄りの部位に変更するようにしている。

それによれば、最初の視認位置に一定時間だけ表示像７００を表示した後であっても表示像７００は消えることなく、運転者Ｋの前方視認行為を極力阻害しないような位置に変更されて表示されている。そのため、最初の視認位置に一定時間だけ表示像７００を表示した後であっても、運転者Ｋは必要な時には、表示像７００を視認することができるため、好ましい。

また、図１５に示されるように、変更後の視認位置に表示される表示像７００を、自車両１００周辺の状態を表す鳥瞰図として表示されるものにすれば、運転者Ｋは、自車両１００と先行車両９００との位置関係等を容易に理解することができるようになり、好ましい。

また、図１０に示されるように、表示視認位置判定手段としての制御ユニット２００により決定された視認位置に一定時間だけ表示される表示像７００を、その表示期間中に任意周期で点滅して表示すれば、表示像７００の視認位置が強調され、運転者Ｋは容易に先行車両等を視認することができるようになり、好ましい。

また、上述したように、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示のオンオフは、車両のイグニッションスイッチと連動させたり、運転者Ｋのスイッチ操作により行うことができる。

ここで、後者の場合、すなわち、表示像７００の表示および非表示を運転者Ｋのスイッチ操作により切換えることが可能となっていれば、表示像７００の表示・非表示を任意に変更でき、運転者Ｋの必要な時に表示像７００を見ることができるので、煩わしさが解消され、好ましい。

なお、ヘッドアップディスプレイ１３２の表示のオンオフを、運転者Ｋのスイッチ操作により行う場合には、上記図６に示される制御フローにおいてステップ３０１にて行うことができる。

また、本実施形態においては、上記ステップ３０９にて述べたように、制御ユニット２００は、前方状態検出手段１０１、１０２、１０３、２００による検出された自車両１００前方の状態が危険であるかどうかを判断する危険判定手段２００としても構成されている。

そして、表示像７００の非表示時において制御ユニット（危険判定手段）２００により危険であると判断された場合は、ヘッドアップディスプレイ１３２による表示を行うようにしている。

それにより、ヘッドアップディスプレイ１３２が非表示状態（表示がオフの状態）であっても、自車両１００前方の状態が危険である場合には、危険を知らせる警告表示がなされるので、安全性確保のために好ましい。なお、上記例では、先行車両９００との車間距離について危険かどうかを判定しているが、そのほかの前方障害物についても同様に危険判定を行うようにしてもよい。

さらに、上記図８に示される表示フローにおけるステップ３０５４にて、変更後の視認位置に表示像７００を表示している際に、先行車両９００との車間距離が近づきすぎるなど、自車両１００前方の状態が危険な状態になる場合があり得る。

そのような場合には、制御ユニット２００によってこの危険状態を判断し、危険と判定した場合には、再び、もとの先行車両９００の位置に表示像７００の視認位置を戻すようにしてもよい。それにより、運転者Ｋに危険を知らせることになる。

また、本実施形態では、ヘッドアップディスプレイ１３２は、両眼の視差を利用して自車両１００のフロントガラス４４を通じ立体表示を行うための立体画像生成手段１３２として構成されており、表示像７００の表示は、この立体画像生成手段としてのヘッドアップディスプレイ１３２により行われている。

それによれば、表示像７００の表示において両目の視差を利用した立体表示を行う表示装置とできるため、運転者Ｋが先行車両９００を視認したまま、この表示を視認した場合でも１つの表示像として認識することができ、上述した両目視差に起因して生じる違和感が発生しない。

また、本実施形態において、表示視認位置判定手段としての制御ユニット２００は、前方状態検出手段１０１、１０２、１０３、２００により、先行車両９００が変更したことが検出された場合には、変更後の先行車両９００に表示像７００の視認位置を変更できるようになっているものであってもよい。

この先行車両９００の変更に伴う視認位置の変更は、上記図６に示される制御フローにおいてはステップ３０３にて行われる。それにより、運転者Ｋは先行車両９００の変更を容易に認識できる。

また、本実施形態において、表示像７００の表示形態ついて運転者Ｋの嗜好により登録ができるようにしてもよい。具体的には、制御ユニット２００のメモリ２０２に登録を行うようにすればよい。それにより、運転者Ｋの嗜好に合わせた表示像７００を表示することができる。

たとえば、図１７は、運転者Ｋが登録した表示形態の一例を示す図であるが、この図に示されるように、ターゲットマーク７００と自車両１００との間にライン７００ａを表示し、あたかも、自車両１００が先行車両９００に牽引されているかのような表示を行ってもよい。

また、本実施形態では、表示像７００の表示形態について運転者Ｋの操作によって変更できるようにしてもよい。たとえば、制御ユニット２００につながるスイッチを設け、このスイッチを運転者Ｋが操作することにより、表示像７００の表示形態の変更が可能となる。

この変更は、上記図６に示される制御フローにおいてはステップ３０５、３０８、３１０の表示ステップにて行われる。それによれば、表示像７００の表示形態を変更できるので、運転者Ｋの嗜好に合わせて、運転者Ｋの必要な時に、表示像７００の表示形態を変更することができる。

また、本実施形態において、スピーカ１３３を、表示像７００の表示を行う際に動作音を発生させるための動作音発生手段１３３として構成してもよい。この動作音の発生は、制御ユニット２００の制御により可能であり、上記図６に示される制御フローにおいてはステップ３０５、３０８、３１０の表示ステップにて行われる。

それによれば、動作音を付加させることで、ヘッドアップディスプレイ１３２による表示の開始を運転者Ｋに知らせることになり、運転者Ｋが表示像７００を容易に視認できるようになる。

また、本実施形態では、制御ユニット２００は、前方状態検出手段１０１、１０２、１０３、２００により、先行車両９００の位置や相対速度等が検出され、この検出された先行車両９００の状況に応じて自車両１００の状態を制御する自車両制御手段としても構成されている。

上記例では、ステップ３０７４において、制御ユニット２００がスロットル１３４とブレーキ１３５を制御し、車間距離を適切な距離に調節している。このように、本車両用表示装置は、自動的な安全走行制御をも可能とした機能を有している。

なお、本実施形態は、自車両のフロントガラスを通じて表示を行う車両用表示装置において、上記前方状態検出手段と、上記自車両検出手段と、上記表示視認位置判定手段とを備え、自車両検出手段により検出された自車両の制御状態に応じて表示像の表示形態を変更するとともに、表示視認位置判定手段により決定された視認位置に、一定時間だけ表示像を表示するようにしたことを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更等を行った形態を採用することが可能である。

本発明の実施形態に係る車両用表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示される車両用表示装置の各部の車両内での配置例を示す図である。 車両における運転席およびフロントガラスの様子を示す正面図である。 上記実施形態の車両用表示装置におけるヘッドアップディスプレイの構成を模式的に示す図である。 上記実施形態の車両用表示装置におけるヘッドアップディスプレイによる表示形態の一例を示す図である。 上記実施形態の車両用表示装置の制御フローを示すフローチャートである。 図６に示される制御フローにおける先行車データ解析の制御フローを示すフローチャートである。 図６に示される制御フローにおける表示の制御フローを示すフローチャートである。 図６に示される制御フローにおける追従走行の車両制御フローを示すフローチャートである。 上記実施形態の車両用表示装置におけるヘッドアップディスプレイによる表示形態の一例として点滅による強調表示の例を示す図である。 上記実施形態の車両用表示装置におけるヘッドアップディスプレイによる表示形態の一例として先行車両の頭上への表示例を示す図である。 上記実施形態の車両用表示装置におけるヘッドアップディスプレイによる表示形態の一例として先行車の下部への表示例を示す図である。 上記実施形態の車両用表示装置におけるヘッドアップディスプレイによる表示形態の一例として輪郭像による先行車への表示例を示す図である。 表示像の視認位置をそれまでの視認位置よりもフロントガラスの周辺部寄りの部位に変更した例を示す図である。 鳥瞰図による表示の一例を示す図である。 図１５に示す鳥瞰図を拡大して示す図である。 運転者が登録した表示形態の一例を示す図である。

符号の説明

４４…フロントガラス、１００…自車両、１０１…フロントレーダー、
１０２…前方監視カメラ、１０３…車速センサ、１０４…スロットルセンサ、
１０５…ブレーキ油圧センサ、１３２…ヘッドアップディスプレイ、
１３３…スピーカ、２００…制御ユニット、７００…表示像、９００…先行車両、
Ｋ…運転者。

Claims (12)

1. 自車両（１００）のフロントガラス（４４）を通じて表示を行う車両用表示装置において、
   前記自車両（１００）前方の状態を検出する前方状態検出手段（１０１、１０２、１０３、２００）と、
   前記自車両（１００）の制御状態を検出する自車両検出手段（１０３、１０４、１０５、２００）と、
   前記前方状態検出手段（１０１、１０２、１０３、２００）により検出された前記自車両（１００）前方の状態に応じて表示すべき表示像（７００）の視認位置を決定する表示視認位置判定手段（２００）とを備え、
   前記自車両検出手段（１０３、１０４、１０５、２００）により検出された前記自車両（１００）の制御状態に応じて前記表示像（７００）の表示形態を変更するとともに、前記表示視認位置判定手段（２００）により決定された前記視認位置に、一定時間だけ前記表示像（７００）を表示するようにしたことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記表示視認位置判定手段（２００）は、前記前方状態検出手段（１０１、１０２、１０３、２００）によって検出された先行車両（９００）の位置および相対速度に応じて前記自車両（１００）が当該先行車両に追従可能であるかどうかを判断し、追従可能であると判断された前記先行車両（９００）を前記表示像（７００）の視認位置として決定するものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記表示視認位置判定手段（２００）により決定された前記視認位置に、一定時間だけ前記表示像（７００）を表示した後、
   前記表示像（７００）の視認位置をそれまでの視認位置よりも前記フロントガラス（４４）の周辺部寄りの部位に変更するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用表示装置。
4. 前記変更後の視認位置に表示される前記表示像（７００）は、前記自車両（１００）周辺の状態を表す鳥瞰図として表示されるものであることを特徴とする請求項３に記載の車両用表示装置。
5. 前記表示視認位置判定手段（２００）により決定された前記視認位置に一定時間だけ表示される前記表示像（７００）は、その表示期間中に任意周期で点滅して表示されるものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用表示装置。
6. 前記表示像（７００）の表示および非表示を運転者（Ｋ）の操作により切換えることが可能となっていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用表示装置。
7. 前記前方状態検出手段（１０１、１０２、１０３、２００）により検出された前記自車両（１００）前方の状態が危険であるかどうかを判断する危険判定手段（２００）を有し、
   前記表示像（７００）の非表示時において前記危険判定手段（２００）により危険であると判断された場合は、表示を行うようにしたことを特徴とする請求項６に記載の車両用表示装置。
8. 前記表示像（７００）の表示形態ついて運転者（Ｋ）の嗜好により登録ができるようになっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の車両用表示装置。
9. 前記表示像（７００）の表示形態について運転者（Ｋ）の操作により変更できるようになっていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車両用表示装置。
10. 前記表示像（７００）の表示を行う際に動作音を発生させるための動作音発生手段（１３３）が備えられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の車両用表示装置。
11. 両眼の視差を利用して自車両（１００）のフロントガラス（４４）を通じ立体表示を行うための立体画像生成手段（１３２）を備えており、
    前記表示像（７００）の表示は、前記立体画像生成手段（１３２）により行われることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の車両用表示装置。
12. 前記立体画像生成手段は、ヘッドアップディスプレイ（１３２）であることを特徴とする請求項１１に記載の車両用表示装置。
    

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