JP6282567B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される車両用表示装置に関する。

走行速度等の運転情報を発する表示器と、表示器から発せられた運転情報を所望の位置で所望の大きさの表示像として結像させるレンズ等の光学部材と、を備えた表示ユニットを車両のダッシュボードに埋設し、表示器から発せられた運転情報をフロントガラスへ照射することにより、車両の前方の前記所望の位置に風景に重ねて表示像を結像させる表示装置はヘッドアップディスプレイと呼ばれ周知である。

例えば、特許文献１には、速度表示中にナビゲーション装置の誘導情報等を表示する際に、割り込んだ誘導情報を大きく表示することで、誘導情報の視認性を高めることが記載されている。

特開２００３−３４５３３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の表示方法の場合、誘導情報は単なる矢印表示であって、車両の前後方向の情報が分からないため、誘導される経路が直感的に認識しづらかった。

そこで、本発明は、上述した問題に鑑み、直感的で分かり易い経路の誘導ができる車両用表示装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、観察者の視線上に第１の虚像として第１の誘導情報と、前記第１の誘導情報の下側に第２の虚像として第２の誘導情報と、を表示させる表示手段を有し、前記第２の虚像が下側に向かうにしたがって手前に形成され、前記第１の虚像の形成面と前記第２の虚像の形成面とが交差しており、前記第１の誘導情報が、前記第２の誘導情報よりも先の誘導情報であって、前記第１の誘導情報と前記第２の誘導情報とが、連続するように表示されている、ことを特徴とする車両用表示装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記表示手段は、前記第１の虚像を表示させる第１表示手段と、前記第２の虚像を表示させる第２表示手段と、を有することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記表示手段は、第１の誘導情報を表示する第１部分と第２の誘導情報を表示する第２部分とに分割して構成され、前記第２部分に表示された前記第２の誘導情報を屈折させる屈折部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記第２の誘導情報から前記第１の誘導情報へ向かって徐々に表示が強調されるように変化することを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記表示手段が、前記第１の誘導情報の右側および左側に第３の虚像として第３の誘導情報を表示させるとともに、前記第３の誘導情報が、前記第１の誘導情報が車両の右折の場合は当該第１の誘導情報の右側に表示され、前記第１の誘導情報が車両の左折の場合は当該第１の誘導情報の左側に表示される、ことを特徴とするものである。

以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、第２の虚像が下側に向かうにしたがって手前にあることで、第２の誘導情報が観察者に奥行きを感じさせる表示とできる。また、第１の誘導情報が第２の誘導情報よりも先の誘導情報であるので、例えば第２の誘導情報に車両の前後方向の情報を表示させることができる。また、第１の誘導情報と第２の誘導情報とが連続するように表示されるので、直感的で分かり易い経路の誘導ができる。

請求項２に記載の発明によれば、第２の誘導情報から第１の誘導情報へ向かって徐々に表示が強調されるように変化するので、例えば車両の位置に応じて表示を変化させて誘導することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第３の誘導情報が、第１の誘導情報が車両の右折の場合は当該第１の誘導情報の右側に表示され、第１の誘導情報が車両の左折の場合は当該第１の誘導情報の左側に表示されるので、左折または右折の誘導をより強調することができる。

本発明の第１の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の構成図である。 図１に示されたヘッドアップディスプレイ装置における映像表示例の説明図である。 図１に示された第１の誘導情報と第２の誘導情報との関係の説明図である。 図１に示されたヘッドアップディスプレイ装置における他の映像表示例の説明図である。 図１に示されたヘッドアップディスプレイ装置における他の映像表示例の説明図である。 本発明の第２の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の構成図である。 図６に示されたヘッドアップディスプレイ装置における映像表示例の説明図である。 図６に示されたヘッドアップディスプレイ装置における映像表示例の説明図である。 図６に示されたヘッドアップディスプレイ装置における他の映像表示例の説明図である。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施形態にかかる車両用表示装置としてのヘッドアップディスプレイ装置の構成図（側面図）である。

本発明の第１の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１は、自動車等の車両に搭載され、図１に示したようにＨＵＤ本体２と、ウインドシールド３と、を備えている。

表示手段としてのＨＵＤ本体２は、表示器１１と、表示器１２と、表示制御部１３と、非球面ミラー１４と、を有している。ＨＵＤ本体２は、車両のインストルメントパネルのウインドシールド３下端近傍に収容されている。そして、プロジェクタ２１からウインドシールド３に向けて映像が投影され、ウインドシールド３を透して視認される車両の前景と、ウインドシールド３で反射され観察者に虚像Ｖ１及びＶ２として観察される映像と、を重畳視認させる。なお、図１の符号Ｅは、運転者（観察者）の目の位置であるアイポイントを示している。

表示器１１は、例えばＴＦＴＬＣＤ（ＴＦＴ液晶表示装置）で構成されており、表示制御部１３から入力される映像信号や同期信号などに基づいて、虚像Ｖ１として表示される映像が表示される。また、表示器１１は、表示器１１の表示面が光軸Ａと垂直になるように配置されている。

表示器１２は、例えばＴＦＴＬＣＤ（ＴＦＴ液晶表示装置）で構成されており、表示制御部１３から入力される映像信号や同期信号などに基づいて、虚像Ｖ２として表示される映像が表示される。また、表示器１２は、表示器１１の上方に非球面ミラー１４に向かって傾けて配置されており、表示器１２の表面には表示器１２の表示光を非球面ミラー１４に向かって屈折させるプリズム（不図示）が設けられている。なお、表示器１１および表示器１２は、ＴＦＴＬＣＤに限らず、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイや、スクリーンとプロジェクタなどで構成されていてもよい。

表示制御部１３は、ナビゲーション装置１５から入力される経路誘導情報に基づいて、表示器１１および表示器１２に表示される映像を生成し、映像信号や同期信号などとして出力する。表示制御部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリ等を内蔵したマイクロコンピュータ（マイコン）等により構成される。

非球面ミラー１４は、表示器１１および表示器１２に表示された映像を拡大してウインドシールド３に投影する。

ウインドシールド３は、例えば、合わせガラス、ＩＲ（赤外線）カットガラス、ＵＶ（紫外線）カットガラス等を用いて、車両の外径に応じて縦方向及び横方向に湾曲した曲面形状に形成されている。そして、ウインドシールド３は、車室内の運転者の視線は透過するとともに、ＨＵＤ本体２から投影された映像は視線方向に反射する。

このように構成されたＨＵＤ装置１は、虚像Ｖ１が、車両前方の観察者の視線上のウインドシールド３を挟んだ位置に表示され、虚像Ｖ２が、虚像Ｖ１の下側に虚像Ｖ１から観察者に向かうように表示される。つまり、虚像Ｖ２の位置が、下側に向かうにしたがって手前にある。したがって、虚像Ｖ２は、観察者に奥行き感を持たせるように表示されている。

また、上述したＨＵＤ装置１は、ナビゲーション装置１５が接続されている。ナビゲーション装置１５は、周知のように、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器等の現在位置を取得する手段と、地図情報が格納されたハードディスク等の記憶手段と、地図や案内情報等を表示する液晶ディスプレイ等の表示手段と、現在位置から設定された目的地までの経路の探索等を行うＣＰＵ等の制御手段と、を有する。そして、目的地までの経路を探索し、自車の現在位置に基づいて、前記した経路を案内誘導する。ナビゲーション装置１５は、案内誘導する経路の情報を経路誘導情報として表示制御部１３に出力する。

次に、上述した構成のＨＵＤ装置１における映像表示について、図２および図３を参照して説明する。図２（ａ）は、ＨＵＤ装置１における映像表示の矢視を、図２（ｂ）は、ＨＵＤ装置１における映像表示の側面視を、それぞれ模式的に示した図である。

図２においては、虚像Ｖ１に道路を示す情報Ｒ１およびＲ２と、第１の誘導情報Ｇ１として右折を示す矢印が道路を示す情報が道路を示す情報Ｒ１およびＲ２に重畳されて表示されている。また、虚像Ｖ２には第２の誘導情報Ｇ２として、矩形状のセグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３がそれぞれ間隔を空けて立体表示されている（下側に向かうにしたがって手前にある表示となっている）。

第１の誘導情報Ｇ１と第２の誘導情報Ｇ２とは、図２等に示したように、第１の誘導情報Ｇ１が、第２の誘導情報Ｇ２よりも先の誘導情報となっている。

第１の誘導情報Ｇ１と第２の誘導情報Ｇ２（セグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３）とは、図３に示したように、一点消失法（一点透視図法ともいう）で表示（描画）されている。つまり、第１の誘導情報Ｇ１とセグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３との側面は、消失点Ｘで交わるように描画される。このようにすることで、背景への没入感を向上させるとともに、第１の誘導情報Ｇ１と第２の誘導情報Ｇ２とが連続しているように観察者に見せることができる。即ち、第１の誘導情報Ｇ１と第２の誘導情報Ｇ２とが一連の情報として連続するように表示されている。

また、図２においては、セグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３から第１の誘導情報Ｇ１に向かって徐々に表示が強調されるように変化している。つまり、図２の上段から下段に向かって、セグメントＳ１、セグメントＳ１とＳ２、セグメントＳ１とＳ２とＳ３、セグメントＳ１とＳ２とＳ３と第１の誘導情報Ｇ１の順に表示が強調されるように変化している。なお、表示の強調は、例えば表示器１１や表示器１２の輝度や色の変化により行えばよい。

この強調表示は、ＨＵＤ装置１が搭載されている車両の位置に基づいて変化する。つまり、ナビゲーション装置１５から入力される経路誘導情報には、自車の現在位置の情報も含まれている。あるいは、現在位置に代えて、右折または左折等の案内誘導される地点からの距離を取得してもよい。そして、表示制御部１３において、現在位置の情報や案内誘導される地点からの距離に基づいて強調する画像（第１の誘導情報Ｇ１とセグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３）を決定すればよい。

なお、強調表示の変化は、図２に示したように、誘導情報単位で変化するに限らない。図４に示したように、第１の誘導情報Ｇ１やセグメントＳ１、Ｓ２、Ｓ３内においても複数に分割して変化させるようにしてもよい。あるいは、図５に示したように強調部分と強調しない部分との境界をグラデーション表示にしてもよい。つまり、徐々に変化させるための分割数を細かくしてもよい。このようにすることで、各誘導情報間の強調表示の変化の繋がりをスムーズに見せることができる。

本実施形態によれば、ＨＵＤ装置１が、第１の虚像Ｖ１として第１の誘導情報Ｇ１を表示させるとともに、第１の虚像Ｖ１の下側に第２の虚像Ｖ２として第２の誘導情報を下側に向かうにしたがって手前にあるように表示されるＨＵＤ本体２を有している。したがって、第２の誘導情報Ｇ２に車両の前後方向の情報を表示させることができ、奥行き感を持たせて、前後方向の距離感が得られる。また、第１の誘導情報Ｇ１と第２の誘導情報Ｇ２とが一点消失法により連続するように表示されるので、直感的で分かり易い経路の誘導ができる。したがって、より安全な運転に寄与することができる。

また、第２の誘導情報Ｇ２から第１の誘導情報Ｇ１へ向かって徐々に表示が強調されるように変化するので、徐々に流れるように進行方向を強調して経路の誘導ができる。また、例えば車両の位置に応じて表示を変化させて誘導することができる。

なお、上述した実施形態では、第１の誘導情報と第２の誘導情報とを表示するためにそれぞれ表示器１１と表示器１２とを設けていたが、１つの表示器を第１の誘導情報を表示する部分と第２の誘導情報を表示する部分と分割して使用する構成でもよい。この場合、第２の誘導情報の表示部分についてはプリズムやレンズ等により非球面ミラー１４に向かって屈折させることで、傾けて配置するのと同様な効果を得るようすればよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図６乃至図９を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図６は本発明の第２の実施形態にかかる車両用表示装置としてのヘッドアップディスプレイ装置の構成図（上面図）である。

本発明の第２の実施形態にかかるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置１´は、図２に示したように、ＨＵＤ本体２´と、ウインドシールド３と、を備えている。

本実施形態にかかる表示手段としてのＨＵＤ本体２´は、第１の実施形態に示した構成に加えて表示器１６と表示器１７とが追加されている。

表示器１６は、例えばＴＦＴＬＣＤ（ＴＦＴ液晶表示装置）で構成されており、表示制御部１３から入力される映像信号や同期信号などに基づいて、第３の虚像としての虚像Ｖ３として表示される映像が表示される。また、表示器１６は、表示器１１の右側に非球面ミラー１４に向かって傾けて配置されており、表示器１６の表面には表示器１２の表示光を非球面ミラー１４に向かって屈折させるプリズム（不図示）が設けられている。

表示器１７は、例えばＴＦＴＬＣＤ（ＴＦＴ液晶表示装置）で構成されており、表示制御部１３から入力される映像信号や同期信号などに基づいて、第３の虚像としての虚像Ｖ４として表示される映像が表示される。また、表示器１７は、表示器１１の左側に非球面ミラー１４に向かって傾けて配置されており、表示器１７の表面には表示器１７の表示光を非球面ミラー１４に向かって屈折させるプリズム（不図示）が設けられている。

本実施形態のＨＵＤ装置１´の場合、虚像Ｖ１と虚像Ｖ２（図６では図示省略）に加えて、虚像Ｖ１の右側に虚像Ｖ３が表示され、虚像Ｖ１の左側に虚像Ｖ４が表示されることが可能となっている。虚像Ｖ３は、右側に向かうにしたがって手前にある表示となっている。虚像Ｖ４は、左側に向かうにしたがって手前にある表示となっている。したがって、虚像Ｖ３および虚像Ｖ４は、観察者に奥行き感を持たせるように表示される。

本実施形態では、経路誘導情報が右折か左折かで虚像Ｖ３または虚像Ｖ４のいずれかを表示させる。即ち、右折の場合は虚像Ｖ３が表示され、左折の場合は虚像Ｖ４が表示される。

図７は、本実施形態にかかる表示例である。図７（ａ）は矢視を、図７（ｂ）は上面視を、それぞれ模式的に示した図である。図７は、右折の場合の例であるので、虚像Ｖ３に第３の誘導情報Ｇ３が表示されている。なお、左折の場合は虚像Ｖ４に第３の誘導情報Ｇ３が表示される点が異なるのみで他は同様である。また、図７において、虚像Ｖ１および虚像Ｖ２は第１の実施形態と同様である。

図７においては、虚像Ｖ３には第３の誘導情報Ｇ３として、矩形状のセグメントＳ４、Ｓ５、Ｓ６がそれぞれ間隔を空けて立体表示されている（右側に向かうにしたがって観察者に手前にあるように感じさせる表示となっている）。なお、第３の誘導情報Ｇ３（セグメントＳ４、Ｓ５、Ｓ６）も一点消失法で表示（描画）されていてもよい。

また、第３の誘導情報Ｇ３は、図８に示すように、右折地点の直前に表示されるようにしてもよいし、図９に示しように、経路誘導情報が表示される時点（第２の誘導情報Ｇ２の表示開始）から右折が終了するまで常時表示されるようにしてもよい。

また、第３の誘導情報Ｇ３は、第２の誘導情報Ｇ２と同様に、徐々に強調表示されるようにしてもよい。

本実施形態によれば、第３の誘導情報Ｇ３が、第１の誘導情報Ｇ１が車両の右折の場合は第１の誘導情報Ｇ１の右側に表示され、第１の誘導情報Ｇ１が車両の左折の場合は第１の誘導情報Ｇ１の左側に表示されるので、左折または右折の誘導をより強調することができる。

また、右折の際に表示される第３の誘導情報Ｇ３が、右側に向かうにしたがって手前にある表示となっているので、より進行方向に向かって右折であることを強調することができる。

なお、上述した実施形態では、第１の誘導情報と第３の誘導情報とを表示するためにそれぞれ表示器１１と表示器１６と表示器１７とを設けていたが、１つの表示器を第１の誘導情報を表示する部分と第３の誘導情報を表示する部分と分割して使用する構成でもよい。この場合、第３の誘導情報の表示部分についてはプリズムやレンズ等により非球面ミラー１４に向かって屈折させることで、傾けて配置するのと同様な効果を得るようすればよい。勿論第２の誘導情報も１つの表示器に含めてもよい。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の車両用表示装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１、１´ ＨＵＤ装置（車両用表示装置）
２、２´ ＨＵＤ本体（表示手段）
Ｇ１ 第１の誘導情報
Ｇ２ 第２の誘導情報
Ｇ３ 第３の誘導情報

Claims (5)

1. 観察者の視線上に第１の虚像として第１の誘導情報と、前記第１の誘導情報の下側に第２の虚像として第２の誘導情報と、を表示させる表示手段を有し、
   前記第２の虚像が下側に向かうにしたがって手前に形成されるとともに、前記第２の虚像の形成面は前記第１の虚像の形成面と交差しており、
   前記第１の誘導情報が、前記第２の誘導情報よりも先の誘導情報であって、前記第１の誘導情報と前記第２の誘導情報とが、連続するように表示されている、
   ことを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記表示手段は、前記第１の虚像を表示させる第１表示手段と、前記第２の虚像を表示させる第２表示手段と、を有す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. 前記表示手段は、第１の誘導情報を表示する第１部分と第２の誘導情報を表示する第２部分とに分割して構成され、前記第２部分に表示された前記第２の誘導情報を屈折させる屈折部が設けられてい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. 前記第２の誘導情報から前記第１の誘導情報へ向かって徐々に表示が強調されるように変化することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の車両用表示装置。
5. 前記表示手段が、前記第１の誘導情報の右側および左側に第３の虚像として第３の誘導
   情報を表示させるとともに、
   前記第３の誘導情報が、前記第１の誘導情報が車両の右折の場合は当該第１の誘導情報
   の右側に表示され、前記第１の誘導情報が車両の左折の場合は当該第１の誘導情報の左側
   に表示される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の車両用表示装置。

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