JP2005329768A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の後方状況を直感的に視認可能な車両用表示装置を提供する。
【解決手段】車両用表示装置は、自車両の後方を撮影する撮像手段（２４、３４、４５）と、この撮像手段（２４、３４、４５）で撮影した映像を運転者に視認させる第１の表示部（２１、３１、２１ａ、３１ａ、２１ｂ、３１ｂ、４５ｂ）を、車両のインスツルメントパネル（４１）またはウィンドシールド（４３）上に備える。そして、この第１の表示部（２１、３１、２１ａ、３１ａ、２１ｂ、３１ｂ、４５ｂ）は、運転者と撮像手段（２４、３４、４５）との位置関係に応じて定まる位置であって、運転者の正面位置から外した位置に配置される。これにより、撮像手段（２４、３４、４５）の設置部位が、直感してわかり易くなり、ＨＭＩ的観点より、すばやい運転操作の対応等が可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自車両の後方を撮影する撮像手段の映像を表示する車両用表示装置に関するものである。

運転者は、運転中に自動車の後方の状況を確認するために、しばしばルームミラーや左右のサイドミラー（ドアミラー、フェンダーミラー）を見る。このとき、運転者の視線は、正面からずれてしまう。特に、ドアミラーは、開閉ドアーに装着されているため、視線のずれの度合が大きい。

特許文献１では、撮像手段によって撮影された自車の後方の映像（ルームミラーに対応）や左右の映像（ドアミラーの対応）を、車両用表示装置の表示部に表示することが提案されている。
特開２００３−３０６０５７号公報

特許文献１では、撮像手段の後方と左右後方の映像を、メータパネル内において、集中表示するため、運転者の視線を、外す必要がなくなる。しかし、車両の後方と左右後方の映像が、集中して表示されるため、車両の後方と左右後方のどこの映像か、直感的に分かりにくく、ヒューマン・マシーン・インターフェイス（以下、ＨＭＩと称する）的観点より、すばやい対応ができない恐れがある。

例えば、右ハンドル車の場合、運転者から見て、左ドアミラーは、右ドアミラーより遠い位置に設置されているため、運転者は、その位置のイメージによって、左右のどちらの映像かを直感する。このため、上述の不具合が生ずるものである。

また、ルームミラーの場合は、ドアミラーより近い位置に設置されているため、ルームミラーに対する位置のイメージは、ドアミラーに対する位置のイメージと異なったものとなる。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、自車両の後方状況を直感的に視認可能な車両用表示装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の車両用表示装置は、自車両の後方を撮影する撮像手段と、この撮像手段で撮影した映像を運転者に視認させる第１の表示部を、車両のインスツルメントパネルまたはウィンドシールド上に備え、
この第１の表示部は、運転者と撮像手段との位置関係に応じて定まる位置であって、運転者の正面位置から外した位置に配置されることを特徴とする。

この発明では、撮像手段の映像を運転者に視認させる第１の表示部を、運転者と撮像手段との位置関係に応じて定まる位置であって、運転者の正面位置から外した位置に配置する。これにより、映像が撮像された位置が、直感してわかり易くなり、ＨＭＩ的観点より、すばやい対応操作等が可能となる。

請求項２に記載の車両用表示装置は、請求項１に記載の車両用表示装置において、撮像手段は、サイドミラーの近傍に設置されることを特徴とする。

サイドミラー（ドアミラー、フェンダーミラー）の近傍に設置された撮像手段の映像は、サイドミラーの役目を果たし、運転中の安全性を向上させる。そして、この発明では、左右サイドミラーのどちらの側の映像か、直感してわかり易くなり、ＨＭＩ的観点より、すばやい対応の運転操作が可能となる。特に、運転中は、すばやい操作が要求されるが、これにより、運転中の安全性等が、格段に向上する。

請求項３に記載の車両用表示装置は、請求項１に記載の車両用表示装置において、撮像手段は、少なくともルームミラーの視認領域を撮影する撮像手段であることを特徴とする。

この発明では、撮像手段は、ルームミラーの役目を果たすものであって、車両後部のナンバープレート近傍またはルームミラーの近傍に配設される。これにより、ルームミラーの役目を果たす撮像手段の映像であることが、直感してわかり易くなり、ＨＭＩ的観点より、すばやい対応の運転操作等が可能となる。

請求項４に記載の車両用表示装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両用表示装置において、ステアリングホイールの中心と運転者の中心とを貫く面であって、車両の床面に垂直な面に対して、第１の表示部が配置される距離を、前記撮像手段が配置される距離に対応させることを特徴とする。

この発明は、第１の表示部と撮像手段とを対応させる要素として、ステアリングホイールの中心と運転者の中心とを貫く面を基準面とし、この基準面に対する距離を選択したものである。これにより、映像が撮像された位置が、より直感してわかり易くなり、ＨＭＩ的観点より、より速く対応操作等が可能となる。

請求項５に記載の車両用表示装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車両用表示装置において、ステアリングホイールの中心と運転者の中心とを貫く面であって、車両の床面に垂直な面に対して、第１の表示部が配置される方向を、前記撮像手段が配置される方向に対応させることを特徴とする。

この発明は、第１の表示部と撮像手段とを対応させる要素として、ステアリングホイールの中心と運転者の中心とを貫く面を基準面とし、この基準面に対する方向を選択したものである。これにより、映像が撮像された位置が、より直感してわかり易くなり、ＨＭＩ的観点より、より速く対応操作等が可能となる。

請求項６に記載の車両用表示装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両用表示装置において、インスツルメントパネルの一部に配置され、車両情報を表示するメータパネルと、メータパネル内に形成され、撮像手段で撮影した映像を実像で表示する第２の表示部とを備え、
第１の表示部は、この第２の表示部に表示された実像を、虚像で運転者に視認させ、第１の表示部は、メータパネルの外側に配置されることを特徴とする。

この発明では、撮像手段の映像を、虚像で運転者に視認させるが、後述するように、虚像表示は、実像表示に比べて、運転者から見て、遠方表示される。そして、運転中、運転者は、遠方情景を見ていて、撮像手段の映像を、虚像として、遠方で見ることができるため、焦点合わせが容易となる。

この虚像表示では、撮像手段の映像を、第２の表示部で実像表示し、この実像表示像を、第１の表示部によって、虚像で運転者に視認させる。そして、この第２の表示部を、メータパネル内に形成するので、構成が簡略化される。

さらに、第１の表示部を、メータパネルの外側に配置するため、映像が撮像された位置が、さらに直感してわかり易くなり、ＨＭＩ的観点より、すばやい対応操作等が可能となる。

請求項７に記載の車両用表示装置は、請求項６に記載の車両用表示装置において、撮像手段で撮影した映像を実像で第２の表示部に表示すると共に、第２の表示部に表示された実像を第１の表示部により虚像で運転者に視認させる表示制御手段を備え、
この表示制御手段は、実像で表示された第２の表示部の映像を、第１の表示部により虚像で運転者に視認させる虚像変換部を有し、
この虚像変換部は、少なくとも１個の鏡を有し、第２の表示部が実像で表示した映像を、この鏡を用いた少なくとも１回反射を利用して、虚像に変換して運転者に視認させることを特徴とする。

この発明では、虚像で運転者に視認させる表示制御手段が、虚像変換部を有し、この虚像変換部が、鏡で構成されるため、低コストで請求項６の発明の効果を得ることができる。

請求項８に記載の車両用表示装置は、請求項７に記載の車両用表示装置において、鏡の内、少なくとも１個は凹面鏡であって、虚像変換部は、この凹面鏡により拡大して、第１の表示部により虚像で運転者に視認させることを特徴とする。

この発明では、拡大された虚像を、運転者に視認させるため、撮像手段の撮影した映像から、より速く必要な情報を判断することができる。このため、ＨＭＩ的観点より、より速く対応操作等が可能となる。

以下、本発明による車両用表示装置を自動車に搭載されるコンビネーションメータに利用して構成した場合を例に図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明の第１実施形態による車両用表示装置の説明図であり、車室内前部の概要図を示す。図２は、車両の平面概要図であり、左カメラ２４と右カメラ３４が、それぞれ、左ドアミラー２５と右ドアミラー３５の部位に配置される。左カメラ２４は、運転者が左ドアミラー２５で視認する領域Ａを撮影し、右カメラ３４は、運転者が右ドアミラー３５で視認する領域Ｂを撮影する。

尚、左右ドアミラー２５，３５に代えて、左右フェンダーミラーでも良く、車両の左右後方を確認するサイドミラーに左右カメラ２４，３４が配置される。

図３において、コンビネーションメータ１と左表示部２と右表示部３とは、液晶表示装置１０上に、一体に形成される。左表示部２は、左カメラ２４の撮影した映像を表示し、右表示部３は、右カメラ３４の撮影した映像を表示する。図３では、コンビネーションメータ１は、自動車の速度を表示する速度計とエンジン回転数を表示する回転計と残存燃料量を表示する燃料計等により構成される。

図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は、図４のＶ視模式図であって、液晶表示装置１０のコンビネーションメータ１と左表示部２と右表示部３の各表示像を、運転者に導く光路の説明図である。

図４に示すように、右表示部３は、運転手が右表示部３を視認できないように、インスツルメントパネル４１で覆われている。図４には示さないが、左表示部２も、運転手が左表示部２を視認できないように、インスツルメントパネル４１で覆われている。図３において、２点鎖線４１ａは、インスツルメントパネル４１の開口部を示す。即ち、図１において、コンビネーションメータ１が、ステアリングホイール４２によって、視認が妨げられないように、開口部４１ａが、インスツルメントパネル４１に形成されている。

図５において、左表示部２の表示像は、第１左ミラー２２と第２左ミラー２３とによって、矢印Ｐ１の光路に従って、虚像として、左表示窓２１から、運転者に導かれる。右表示部３の表示像は、第１右ミラー３２と第２右ミラー３３とによって、矢印Ｐ２の光路に従って、虚像として、右表示窓３１から、運転者に導かれる。

ミラー２２，２３，３２，３３は、全て、平面鏡である。表示窓２１、３１は、図１と図４に示すように、インスツルメントパネル４１に開口部を設け、その開口部に透明カバーを設けて形成される。

ここで、表示窓２１、３１をあまりに近接して配置すると、左右のどちらの映像か、直感してわかりにくく、ヒューマン・マシーン・インターフェイス（以下、ＨＭＩと称する）的観点より、すばやい対応操作ができない恐れがある。

そこで、左カメラ２４の映像を左表示窓２１から視認させ、右カメラ３４の映像を右表示窓３１から視認させるだけでなく、運転者と表示窓２１、３１の距離も問題となる。このため、表示窓２１、３１を、インスツルメントパネル４１における運転者の正面位置から外した位置であって、運転者とカメラ２４，３４との距離に応じて定まる位置に、配置させることが必要となる。

具体的には、図１，２において、ステアリングホイール４２の中心と運転者の中心とを貫く面であって、車両の床面に垂直な面を、基準面Ｍと定義する。そして、左カメラ２４と基準面Ｍの距離Ｌ１に対する右カメラ３４と基準面Ｍの距離Ｌ２の比率Ｌ２／Ｌ１（図２参照）を、左表示窓２１と基準面Ｍの距離Ｌ３に対する右表示窓３１と基準面Ｍの距離Ｌ４の比率Ｌ４／Ｌ３（図１参照）に対応させることが必要となる。

これにより、左右のどちらの映像か、直感してわかり易くなる。図１に示す右ハンドルの場合、運転者から見て、左ドアミラー２５（左カメラ２４）は、右ドアミラー３５（右カメラ３４）より遠い位置に設置されている（Ｌ１＞Ｌ２）。運転者は、そのイメージによって、左右のどちらの映像かを直感するため、そのイメージに対応させて、表示窓２１、３１配置させるものである。

上述の比率は、完全に合わせる必要はなく、カメラ２４、３４の長い距離側の映像を表示する表示窓２１，３１側の距離を、単純に長くするだけでも、左右のどちらの映像か、直感してわかり易くなる。そして、表示窓２１，３１を適切な部位に配置できるように、ミラー２２，２３，３２，３３の設置部位と角度（傾き）を設定する。

以上より、左カメラ２４の撮影した映像を運転者に視認させる左電子ミラー２０は、左表示部２と第１左ミラー２２と第２左ミラー２３と左表示窓２１とによって構成される。また、右カメラ３４の撮影した映像を運転者に視認させる右電子ミラー３０は、右表示部３と第１右ミラー３２と第２右ミラー３３と右表示窓３１とによって構成される。

一方、図５において、コンビネーションメータ１の表示像は、直接に、矢印Ｐ３の光路に従って、実像として、運転者に導かれる。

本発明の第１実施形態による車両用表示装置は、コンビネーションメータ１と左電子ミラー２０と右電子ミラー３０とにより構成される。

図６は、本発明の第１実施形態による車両用表示装置の電気回路構成を説明する模式図である。制御装置４には、常時バッテリ６から電力が供給されている。また、イグニッションスイッチ５が、そのＯＮ／ＯＦＦを検出可能に接続されている。また、制御装置４には、各種センサの検出信号やカメラの映像信号を入力可能に接続されている。すなわち、速度センサ７、水温センサ８、左カメラ２４、右カメラ３４等が接続されている。

また、これらの各種センサ７，８およびカメラ２４、３４からの信号に応じて制御装置４により駆動される液晶表示装置１０が接続されている。すなわち、図示しない液晶パネル、発光ダイオード等が接続されている。

（作動）
上記構成において本実施形態の作動を説明する。

運転者によってイグニッションスイッチ５がＯＮされると、制御装置４はそれを検出して作動を開始し、液晶表示装置１０を駆動する。即ち、各種センサ７，８等からの検出信号に応じて、コンビネーションメータ１を表示させ、カメラ２４、３４からの映像信号に応じて、表示部２，３を表示させる。

図５において、コンビネーションメータ１の表示像は、矢印Ｐ３の光路に従って、実像として、運転者に導かれ、図１に示すコンビネーションメータ１の表示像が、運転者に視認される。一方、図５において、表示部２、３の表示像は、それぞれ、矢印Ｐ１、Ｐ２の光路に従って、虚像として、表示窓２１、３１から、運転者に導かれ、図１に示す表示窓２１、３１で、運転者に視認される。

上述したように、本実施形態では、左カメラ２４の映像を左表示窓２１から視認させ、右カメラ３４の映像を右表示窓３１から視認させるだけでなく、左カメラ２４と基準面Ｍの距離Ｌ１に対する右カメラ３４と基準面Ｍの距離Ｌ２の比率Ｌ２／Ｌ１（図２参照）を、左表示窓２１と基準面Ｍの距離Ｌ３に対する右表示窓３１と基準面Ｍの距離Ｌ４の比率Ｌ３４／Ｌ３（図１参照）に対応させている。

これにより、左右のどちらの映像か、直感してわかり易くなり、カメラ２４，３４の映像を表示する表示窓２１，３１を、ＨＭＩ的観点より適切な位置に配置した車両用表示装置を提供することができる。また、表示部２，３とコンビネーションメータ１とを、液晶表示装置１０上に、一体形成したので、低コストで、上述の効果を得ることができる。

電子ミラー２０（３０）では、２枚のミラー２２，２３（３２，３３）を使用しているため、表示窓２１（３１）から視認される映像は、反転しない。但し、設計上の必要から、例えば、１枚のミラーしか使用できない場合は、表示窓２１（３１）から視認される映像は、反転するが、表示部２（３）に表示される映像を反転させておけば問題はない。

また、ステアリングホイール４２によって、視認が妨げられる表示部分を、見易いところに虚像表示するため、液晶表示装置１０を、最大限に有効に利用することができる。

また、虚像表示は、実像表示に比べて、運転者から見て、遠方表示される。図７に、図４のコンビネーションメータ１と右表示部３とミラー３２，３３とを、模式的に示す。図７において、表示部３の像が、第１右ミラー３２で反射されて、第１右ミラー３２に対して、表示部３の対称な位置に、虚像３ａが形成されたように見える。そして、さらに、第２右ミラー３３で反射されて、第２右ミラー３３に対して、虚像３ａの対称な位置に、虚像３ｂが形成されたように見える。即ち、運転者にとっては、虚像３ｂが形成されたように見える位置は、実像の位置である、コンビネーションメーター１の位置より遠方に見えることとなる。

運転中、運転者は、遠方情景を見ている。このため、表示窓２１，３２で、カメラ２４，３４の映像を、虚像として、遠方で見ることができ、焦点合わせが容易となる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、図５において、ミラー２２，２３、３２，３３は、全て、平面鏡を使用しているため、矢印Ｐ１、Ｐ２の光路において、虚像は、拡大表示されない。第２実施形態では、２枚のミラー２２，２３（３２，３３）の内、少なくともどちらかを、凹面鏡にすることによって、虚像を拡大表示する。それに伴い、図８において，表示窓２１ａ（３１ａ）を大きく設定する。

又、図８に示すように、ウィンドシールド４３の車室内側の表示面２１ｂ、３１ｂに表示するようにしても良い（いわゆる、ヘッドアップディスプレイ）。

（第３実施形態）
上述の実施形態では、カメラ２４，３４をドアミラー２５，３５の部位に設けたが、これに限る必要はない。例えば、図２に示すように、領域Ｃを撮影する後方カメラ４５（ルームミラー４４に対応）を、車両後部のナンバープレート近傍に配設しても良い。そして、車両後方の映像を、図９に示すように、ウィンドシールド４３の車室内側の面のうち、表示面２１ｂ、３１ｂの間の表示面４５bに表示する。

具体的には、後方カメラ４５と基準面Ｍの距離Ｌ５（図２参照）を、表示面４５bと基準面Ｍの距離Ｌ６（図９参照）に対応させるものである。この場合は、液晶表示装置１０に、後方カメラ４５の映像を実像で表示する表示部４５ａを追加する必要があり、コンビネーションメータ１の形状に変更が必要となる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、カメラ２４，３４，４５の映像を表示する表示部２，３、４５ａを、コンビネーションメータ１が形成される液晶表示装置１０上に、一体形成した。これに限定する必要はなく、表示部２，３、４５ａを、コンビネーションメータ１と別に設けても良い。この場合は、製造コストがアップするという問題が生ずるが、上述の他の効果は、得られる。

また、この表示部２，３、４５ａの映像を、虚像表示したが、これに限る必要はなく、実像表示しても良い。この場合は、虚像による遠方表示によって、焦点合わせが容易となるという効果は、得られないが、上述の他の効果は、得られる。

上述したように、本発明では、カメラ２４，３４，４５の映像を運転者に視認させる表示部２１，３１，２１ａ、３１ａ、２１ｂ、３１ｂ、４５ｂを、運転者に対して、そのカメラ２４，３４，４５が設置される位置に対応させて配置することを特徴とする。これにより、どのカメラの映像かが、直感してわかり易くなり、ＨＭＩ的観点より、すばやい運転操作の対応等が可能となる。その結果、運転の安全性等が、格段に向上する。

即ち、この対応させて配置することが、本発明の必須要件であり、カメラの映像を虚像表示することや、カメラの映像を表示する表示部をコンビネーションメータ１に一体化させること等は、必須要件ではない。従って、コンビネーションメータ１も液晶表示タイプである必要はなく、指針計器として構成しても良い。

図１は、本発明の第１実施形態による車両用表示装置の説明図であって、車室内前部の概要を示す。 図２は、車両の平面概要図であって、カメラ２４、３４，４５の取り付け位置と、その撮影領域Ａ、Ｂ、Ｃを示す。 図３は、液晶表示装置１０の正面図である。 図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図５は、コンビネーションメータ１と左表示部２と右表示部３の各表示像を、運転者に導く光路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を説明するための、図４のＶ視模式図である。 図６は、本発明の第１実施形態による車両用表示装置の電気回路構成を説明する模式図である。 図７は、虚像の遠方表示の説明するための、コンビネーションメータ１と右表示部３とミラー３２，３３とを示す模式図である。 図８は、本発明の第２実施形態による車両用表示装置の説明図であって、車室内前部の概要を示す。 図９は、本発明の第３実施形態による車両用表示装置の説明図であって、車室内前部の概要を示す。

符号の説明

１ コンビネーションメータ（メータパネル）
２、３、４５ａ 表示部（第２の表示部）
４ 制御装置（表示制御手段）
２１、３１、２１ａ、３１ａ、２１ｂ、３１ｂ、４５ｂ
表示窓、表示面（第１の表示部）
２２、２３、３２、３３、 鏡（凹面鏡、表示制御手段、虚像変換部）
２５、３５ ドアミラー（サイドミラー）
２４、３４、４５ カメラ（撮像手段）
４１ インスツルメントパネル
４２ ステアリングホイール
４３ ウィンドシールド
４４ ルームミラー
Ｍ 基準面（面）

Claims (8)

1. 自車両の後方を撮影する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮影した映像を運転者に視認させる第１の表示部を、前記車両のインスツルメントパネルまたはウィンドシールド上に備え、
   前記第１の表示部は、運転者と前記撮像手段との位置関係に応じて定まる位置であって、運転者の正面位置から外した位置に配置されることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記撮像手段は、サイドミラーの近傍に設置され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. 前記撮像手段は、少なくともルームミラーの視認領域を撮影する撮像手段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。
4. 前記車両のステアリングホイールの中心と前記運転者の中心とを貫く面であって、前記車両の床面に垂直な面に対して、前記第１の表示部が配置される距離を、前記撮像手段が配置される距離に対応させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
5. 前記車両のステアリングホイールの中心と前記運転者の中心とを貫く面であって、前記車両の床面に垂直な面に対して、前記第１の表示部が配置される方向を、前記撮像手段が配置される方向に対応させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
6. 前記インスツルメントパネルの一部に配置され、車両情報を表示するメータパネルと、
   前記メータパネル内に形成され、前記撮像手段で撮影した前記映像を実像で表示する第２の表示部とを備え、
   前記第１の表示部は、前記第２の表示部に表示された前記実像を、虚像で前記運転者に視認させ、
   前記第１の表示部は、前記メータパネルの外側に配置されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
7. 前記撮像手段で撮影した前記映像を実像で前記第２の表示部に表示すると共に、前記第２の表示部に表示された前記実像を前記第１の表示部により虚像で前記運転者に視認させる表示制御手段を備え、
   前記表示制御手段は、実像で表示された前記第２の表示部の前記映像を、前記第１の表示部により虚像で前記運転者に視認させる虚像変換部を有し、
   前記虚像変換部は、少なくとも１個の鏡を有し、
   前記虚像変換部は、前記第２の表示部が実像で表示した前記映像を、前記鏡を用いた少なくとも１回反射を利用して、虚像に変換して前記運転者に視認させることを特徴とする請求項６に記載の車両用表示装置。
8. 前記鏡の内、少なくとも１個は凹面鏡であって、
   前記虚像変換部は、前記凹面鏡により拡大して、前記第１の表示部により虚像で前記運転者に視認させることを特徴とする請求項７に記載の車両用表示装置。

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