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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung mit
der Nummer 2008-062405 , wobei deren gesamter Inhalt durch
Bezug darauf in die vorliegende Offenbarung mit einbezogen wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Anzeigevorrichtung,
und insbesondere eine Anzeigevorrichtung in einem Fahrzeug, welche eine
Anzeigeeinheit aufweist, die an der Oberseite des Armaturenbretts
eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist und dazu bestimmt ist, einen
oder mehrere Informationspunkte auf einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs
anzuzeigen.
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In
letzter Zeit weist eine steigende Zahl von verschiedenen Fahrzeugen
eine Anzeigevorrichtung auf, die Technik für Informationsprojektion
direkt auf ein Sichtfeld eines Menschen umfasst, d. h. eine head-up
Anzeigevorrichtung (HUD). Eine derartige Anzeigevorrichtung hilft,
die Sicht eines Fahrers zu verbessern. Ein durch die Anzeigevorrichtung
dargestelltes virtuelles Bild überlagert die Landschaft,
die vor dem Fahrzeug durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs sichtbar
ist. Solche HUD-Vorrichtungen, die in
japanischen Offenlegungsschriften mit den Nummern
2002-211274 und
2004-130916 offenbart sind,
weisen eine Anzeigeeinheit, als eine Hauptfunktionseinheit zum Anzeigen
eines virtuellen Bildes, und ein Reflektierungselement auf, das
in dem Armaturenbrett des Fahrzeugs vorgesehen ist, und durch die
Anzeigeeinheit ausgestrahltes Licht wird von der Windschutzscheibe
oder von einem Kombiner reflektiert, der von der Oberseite des Armaturenbretts
dem Fahrer entgegen absteht, sodass der Fahrer erkennt, was innerhalb
seines Sichtfeldes während der Fahrt dargestellt ist.
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Da
ferner der Fahrer auf einem Fahrersitz Informationen hauptsächlich über
die visuelle Wahrnehmung aufnimmt, ist die visuelle Erkennung von wesentlicher
Bedeutung für den Fahrer. Außerdem kann der Fahrer
eine erforderliche Maßnahme leichter ergreifen, wenn der
Fahrer ein Hindernis in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs früher
erkennen kann. Angesichts dieser Faktoren werden Fahrhilfesysteme
mit Nachtsichtfunktion empfohlen, was gute Sicht nachts und unter
allen Witterungsverhältnissen gewährleistet, um
eine sichere und vorsichtige Fahrt zu unterstützen.
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Ein
herkömmliches Fahrhilfesystem mit einer Nachtsichtfunktion
weist verschiedene Komponenten auf, darunter eine Infrarotkamera,
die an der Vorderseite des Fahrzeugs montiert ist, eine Steuereinheit (Mikrokontroller
oder Mikroprozessor), und die HUD-Vorrichtung. Bilder, die z. B.
durch die Infrarotkamera erfasst sind, werden von der HUD-Vorrichtung
dargestellt, sodass der Fahrer ein Hindernis in der Fahrtrichtung
des Fahrzeugs erkennen kann.
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Eine
bekannte Anzeigevorrichtung, die Fahrtinformationen auf eine Windschutzscheibe
projiziert, ist in der
japanischen
Offenlegungsschrift mit der Nummer 2002-019491 offenbart.
Die bekannte Vorrichtung weist eine Hinderniserfassungseinheit,
von der die Anwesenheit eines Hindernisses in der Fahrtrichtung
des Fahrzeugs erfasst wird, und eine Sichtlinienerfassungseinheit
auf, von der die Richtung der jeweiligen Sichtlinie des Fahrers
erfasst wird. Eine Anzeigeposition von hindernisrelevanten Fahrtinformationen
wird in Richtung zu der Position des Hindernisses bewegt und die
Sichtlinie des Fahrers wird in Richtung zu der Position des Hindernisses
geleitet. Außerdem offenbart die
japanische Offenlegungsschrift mit der
Nummer 2003-291688 eine HUD-Vorrichtung, in der, falls
das erfasste Objekt ein Zielobjekt ist, die Sichtlinie des Fahrers
in Richtung zu dem Zielhindernis geleitet wird, wenn der Abstand
zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis geringer wird als eine Schwelle.
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Jedoch
ist es bei den oben genannten herkömmlichen HUD-Vorrichtungen
erforderlich, ein virtuelles Bild in einer von dem Fahrer relativ
entfernten Position anzuzeigen, um die Bürde des Fahrers
nicht zu erhöhen, seine Augen sowohl auf das von dem Fahrer
entfernte tatsächliche Bild, als auch auf das während
der Fahrt dargestellte virtuelle Bild konzentrieren zu müssen,
und ein oder mehrere Reflektierungselemente müssen vorhanden
sein, um zu gewährleisten, dass das virtuelle Bild von
dem Fahrer in einem vorbestimmten Abstand betrachtet wird. Dementsprechend
muss die HUD-Vorrichtung aufwendige Reflektierungselemente aufweisen,
wodurch die Herstellungskosten für die HUD-Vorrichtung
steigen. Außerdem muss das Reflektierungselement der HUD-Vorrichtung
mit äußerster Genauigkeit montiert werden. Wenn
die virtuellen Bilder mittels der herkömmlichen HUD-Vorrichtung
auf ein weites Gebiet der Windschutzscheibe zu projizieren sind,
wie z. B. in
2003-291688 offenbart,
kann der Projektor nicht in dem Armaturenbrett untergebracht werden,
was unerwünscht hinsichtlich der Innenausstattung des Fahrzeugs
und des Erscheinungsbildes des Cockpits ist.
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Außerdem
muss genügend Raum in dem Armaturenbrett vorhanden sein,
um darin die HUD-Vorrichtung derart unterzubringen, dass sich die
untergebrachte HUD-Vorrichtung nicht mit Karosserie und Klimaanlagekomponenten überlagert.
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Auch
die Größe des herkömmlichen virtuellen
Bildes und dessen Anzeigeposition auf der Windschutzscheibe sind
eingeschränkt, um das Sichtfeld des Fahrers während
einer Fahrt nicht zu stören, und es ist schwierig für
den Fahrer, das virtuelle Bild während der Fahrt augenblicklich
zu erkennen. Ferner gestattet das Fahrhilfesystem mit einer Nachtsichtfunktion
nur eine beschränkte Anzeigefläche mit einer Anzahl
von Standbildern und/oder bewegten Bildern zum Nachteil der Sicht
des Fahrers.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
Anzeigevorrichtung in einem Fahrzeug, die an der Oberseite des Armaturenbretts eines
Fahrzeugs leicht montierbar ist und mit reduzierten Kosten hergestellt
werden kann.
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Eine
Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist auf: (a) eine Anzeigeeinheit, die
an der Oberseite des Armaturenbretts eines Fahrzeugs der Windschutzscheibe
des Fahrzeugs gegenüberliegend angeordnet ist und dazu
bestimmt ist, eine Mehrzahl von Informationspunkten in einer Reihe
oder in einem rechteckigen Array auf der Windschutzscheibe selektiv
so anzuzeigen, dass die Mehrzahl von Informationspunkten ein tatsächliches
Bild in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs überlagert, (b)
eine Zielinformationserfassungs-Einheit, die konfiguriert ist, eine
Zielinformation für den Fahrer des Fahrzeugs zu erhalten;
und (c) eine Anzeigesteuereinheit, von welcher die Anzeigeeinheit
gesteuert wird und dafür gesorgt wird, dass die Anzeigeeinheit
den Informationspunkt anzeigt, welcher der von der Zielinformationserfassungs-Einheit
erfassten Zielinformation entspricht (s. 1).
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Informationspunkten um diskrete Informationspunkte,
die in diskret erkennbaren Abständen voneinander angezeigt
werden. Jedoch ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich,
zusätzlich oder alternativ zu diskreten Informationspunkten
beispielsweise linien- oder streifenförmige und/oder rahmenförmige
diskrete Informationsflecken oder dergleichen zu verwenden.
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Da
die Anzeigesteuereinheit veranlasst, dass die Anzeigeeinheit den
Informationspunkt bzw. die Informationspunkte anzeigt, welche der
von der Zielinformationserfassungs-Einheit erfassten Zielinformation
entspricht, ist die Anzeigevorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung bei der oben beschriebenen Ausführung
und Gestaltung fähig, den erforderlichen Informationspunkt
bzw. die erforderlichen Informationspunkte auf der Windschutzscheibe aus
der Mehrzahl von Informationspunkten selektiv anzuzeigen. Dementsprechend
kann der erforderliche Informationspunkt bzw. können die
erforderlichen Informationspunkte in einem auswählbaren
Bereich auf der Windschutzscheibe der Zielinformation entsprechend
angezeigt werden.
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Im
Gegensatz zu herkömmlichen HUD-Vorrichtungen kann die Anzeigeeinheit
außerdem einstückig mit oder separat an der Oberseite
des Armaturenbretts vorhanden sein, und die Anzeigeeinheit braucht
nicht mit hoher Genauigkeit montiert zu werden und das Armaturenbrett
braucht nicht einen wesentlichen Raum zum Unterbringen der Anzeigeeinheit
aufzuweisen. Da nur die erforderlichen Informationspunkte auf der
Windschutzscheibe selektiv angezeigt werden, kann außerdem
der Abstand zwischen der Anzeigeeinheit und der Windschutzscheibe
reduziert werden, braucht ein aufwendiges Reflektierungselement
nicht vorhanden zu sein, und kann die Anzeigeeinheit virtuelle Bilder
(die Informationspunkte) direkt auf die Windschutzscheibe projizieren.
Außerdem kann eine Verschlechterung der Sicht des Fahrers
auch dann vermieden werden, wenn die virtuellen Bilder auf einem
weiten Bereich der Windschutzscheibe angezeigt werden.
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Ferner
können die Aufmerksamkeit und der Sichtpunkt des Fahrers
durch Anzeigen des gewünschten Informationspunktes bzw.
der gewünschten Informationspunkte zu der Zielinformation
geleitet werden, und gleichzeitig kann der Fahrer den Informationspunkt
bzw. die Informationspunkte in intuitiver Weise erkennen. Dementsprechend
kann die Anzeigevorrichtung auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs
leicht und mit reduzierten Herstellungskosten montiert werden.
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Vorzugsweise
kann die Anzeigeeinheit eine Mehrzahl von Punktlichtquellen aufweisen,
die in einer Reihe oder in einem rechteckigen Array über
einen Bereich hin angeordnet sind, der größer
als das Sichtfeld des Fahrers während der Fahrt ist, wobei jede
Punktlichtquelle konfiguriert ist, einen der Informationspunkte
anzuzeigen, und die Anzeigesteuereinheit veranlasst, dass die Punktlichtquellen
den Informationspunkt anzeigen, welcher der Zielinformation entspricht
(s. 1).
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Bei
der oben beschriebenen Ausführung und Gestaltung ist die
Mehrzahl von Punktlichtquellen, welche die Anzeigeeinheit der Anzeigevorrichtung bilden,
in der Reihe oder dem rechteckigen Array in dem Bereich angeordnet,
der größer als das normale Sichtfeld des Fahrers
in der Querrichtung des Fahrzeugs ist. Dementsprechend können
die Informationspunkte V, die der Zielinformation entsprechen, auf einem
weiten Bereich der Windschutzscheibe 2 selektiv angezeigt
werden.
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Außerdem
können die Informationspunkte mit einem tatsächlichen
Bild in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs assoziiert werden, oder
die Informationspunkte können das durch die Windschutzscheibe sichtbare
tatsächliche Bild überlagern. Folglich können
die Aufmerksamkeit und der Sichtpunkt des Fahrers innerhalb des
weiten Bereichs auf der Windschutzscheibe bewegt werden und das
Fahren kann effektiv unterstützt werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Anzeigevorrichtung
vorzugsweise eine Hinderniserfassungseinheit auf, welche ein Hindernis
in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs erfasst. Die Zielinformationserfassungs-Einheit
erfasst die Zielinformation über eine Position des Hindernisses,
die durch die Hinderniserfassungseinheit erfasst wurde. Die Anzeigesteuereinheit
steuert derart, dass die Anzeigeeinheit den Informationspunkt aus
der Mehrzahl von Informationspunkten entsprechend der Zielinformation,
die durch die Zielinformationserfassungs-Einheit erfasst wurde,
selektiv so anzeigt, dass der ausgewählte Informationspunkt
in der Nähe des Hindernisses oder das Hindernis überlagernd
auf der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angezeigt wird (s. 1).
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Nachdem
das Hindernis durch die Hinderniserfassungseinheit 30 der
Anzeigevorrichtung erfasst wurde, wird folglich eine Zielinformation
erfasst, die kennzeichnend für die Position des Hindernisses
ist. Auf der Basis der erfassten Zielinformation wählt
die Anzeigesteuereinheit die Informationspunkte aus, die auf der
Windschutzscheibe in der Nähe des tatsächlichen
Bildes des Hindernisses oder dieses überlagernd angezeigt
werden sollen, und die Anzeigeeinheit zeigt die Informationspunkte
an.
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Da
der ausgewählte Informationspunkt bzw. die ausgewählten
Informationspunkte mit dem tatsächlichen Bild des erfassten
Hindernisses assoziiert werden oder das tatsächliche Bild
des erfassten Hindernisses überlagern können,
und da der Informationspunkt bzw. die Informationspunkte auf der
Windschutzscheibe angezeigt werden, können die Aufmerksamkeit
und der Sichtpunkt des Fahrers mittels der Darstellung der Informationspunkte
zu dem Zielhindernis bewegt werden, und kann eine sichere Fahrt
effektiv unterstützt werden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist
die Anzeigevorrichtung zusätzlich zu der oben genannten
Ausführung, Gestaltung, und den technischen Merkmalen der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Bereichs-Einstellinformation-Speichereinheit
auf, die Bereichs-Einstellinformation speichert, die ein Aktivieren
und Deaktivieren der Darstellung des Informationspunkts in einem
vorbestimmten Bereich der Windschutzscheibe ermöglicht.
Die Anzeigesteuereinheit bestimmt einen Anzeigebereich, in dem der Informationspunkt
angezeigt werden soll und veranlasst, dass die Anzeigeeinheit den
Informationspunkt in dem bestimmten Bereich gemäß der
in der Bereichs-Einstellinformation-Speichereinheit gespeicherten
Bereichs-Einstellinformation anzeigt.
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Wenn
die Bereichs-Einstellinformation, die das Anzeigen der Information
ermöglicht, in der Bereichs-Einstellinformation-Speichereinheit
gespeichert ist, bestimmt die Anzeigesteuereinheit bei der oben
beschriebenen Ausführung und Gestaltung den Anzeigebereich,
in dem der Informationspunkt angezeigt werden soll, sodass nur die
Informationspunkte angezeigt werden, die zu dem bestimmten Anzeigebereich
gehören.
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Da
gewählt werden kann, ob der Informationspunkt bzw. die
Informationspunkte in dem Anzeigebereich angezeigt werden oder nicht,
können die Informationspunkte flexibel, abhängig
von den Vorzügen und Bedürfnissen des Fahrers
angezeigt werden. Wenn außerdem als Anzeigebereich ein
anderer Bereich als das normale Sichtfeld des Fahrers gewählt
wird, wird das Sichtfeld des Fahrers von den Anzeigepunkten nicht
unterbrochen, sodass die Sicht des Fahrers während der
Fahrt verbessert werden kann.
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Diese
und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit
den folgenden Zeichnungen ersichtlich.
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1 ist
eine schematische Darstellung von Funktionaleinheiten einer Anzeigevorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Systemanordnung der Anzeigevorrichtung aus 1.
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3 zeigt
eine Anordnung der Anzeigeeinheit aus 2.
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4 zeigt
ein Beispiel für mittels der Anzeigevorrichtung dargestellte
Information.
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5 ist
ein Flussdiagram einer Anzeigesteuerung durch die CPU aus 2.
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6 zeigt
ein zweites Beispiel für mittels der Anzeigevorrichtung
aus 1 angezeigte Information.
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7A zeigt
ein drittes Beispiel für das Anzeigen von Information mittels
der Anzeigevorrichtung aus 1.
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7B zeigt
das dritte Beispiel für das Anzeigen von Information mittels
der Anzeigevorrichtung aus 1.
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8 zeigt
eine andere Gestaltung der Anzeigeeinheit aus 2.
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9 zeigt
ein Beispiel für eine Rechteck-Array-Anordnung von Punktlichtquellen,
die die Anzeigeeinheit aus 2 bilden.
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10 zeigt
ein Beispiel für einen Anzeigebereich in der Anzeigevorrichtung
gemäß einer anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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11 zeigt
ein Beispiel für die Präsentation von Information
in dem Anzeigebereich aus 10.
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Die
schematische Grundanordnung einer Anzeigevorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist in 1 dargestellt.
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Eine
Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist unten in Bezug auf die 2 bis 9 erläutert.
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Bezug
nehmend auf 2 weist die Anzeigevorrichtung 1 eine
Anzeigeeinheit 10, eine Steuereinheit 20, eine
Hinderniserfassungseinheit 30, und ein Bedienpaneel 40 auf.
Die Anzeigeeinheit 10, die Hinderniserfassungseinheit 30 und
das Bedienpaneel 40 sind elektrisch mit der Steuereinheit 20 mittels
bekannter Schnittstellen verbunden (nicht gezeigt).
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Die
Anzeigeeinheit 10 ist an der Oberseite 31 eines
Armaturenbretts 3 so angeordnet, dass die Anzeigeeinheit 10 der
Windschutzscheibe 2 des Fahrzeugs zugewandt ist. Bezug
nehmend auf 3 weist die Anzeigeeinheit 10 eine
Mehrzahl von Punktlichtquellen 11 (z. B. LEDs oder Glühlampen)
auf. Die Punktlichtquellen 11 sind an dem Armaturenbrett 3 in Querrichtung
des Fahrzeugs so angeordnet, dass eine Mehrzahl von Informationspunkten
V auf der Windschutzscheibe 3 in einer in Querrichtung
des Fahrzeugs angeordneten Reihe selektiv angezeigt wird und ein
tatsächliches Bild, wie z. B. ein Hindernis vordem Fahrzeug
und eine Landschaft in einer Fahrtrichtung, überlagert.
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Außerdem
ist die Mehrzahl von Punktlichtquellen 11 im Hinblick auf
z. B. die jeweilige Form eines Querschnitts der Windschutzscheibe 3 in
Querrichtung des Fahrzeugs so angeordnet, dass die Informationspunkte
V entlang einer in Querrichtung des Fahrzeugs verlaufenden geraden
Linie betrachtet werden können. Somit wird die Anordnung
der Mehrzahl von Punktlichtquellen 11 mit der Geometrie der
Windschutzscheibe 2 und des Armaturenbretts 3 abgestimmt.
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Die
Mehrzahl von Punktlichtquellen 11 ist auf einer Verdrahtungsplatte 12 montiert.
Die Punktlichtquellen 11 sind in einer Öffnung 32 des
Armaturenbretts 3 so angeordnet, dass die Punktlichtquellen 11 an
die Oberseite 31 des Armaturenbretts 3 angrenzen,
wenn ein Gehäuse 13, das die Verdrahtungsplatte 12 in
sich unterbringt, an dem Armaturenbrett 3 angebracht ist.
Somit ist die Anzeigeeinheit 10 in die Oberseite 31 des
Armaturenbretts 3 integriert, um mit diesem eine einzige
Einheit zu bilden. Das Gehäuse 13 ist mittels
einer Abdeckung 14 aus beispielsweise lichtleitendem Kunstharz
abgedeckt. Die Abdeckung 14 ist ein nichtreflektierendes
Element, das Licht, z. B. von außen durch die Windschutzscheibe 2 hereinkommendes
Licht, nicht reflektiert.
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In
dieser Ausführungsform ist außerdem ein Abschirmelement 33 vorgesehen,
das sich von einem Teil der Oberseite 31 des Armaturenbretts 3 zu der
Windschutzscheibe so erhebt, dass es sich zwischen einem Sichtpunkt
EP des Fahrers und der Anzeigeeinheit 10 befindet. Das
Abschirmelement 33 verhindert eine direkte Betrachtung
der Anzeigeeinheit 10 von dem Sichtpunkt EP des Fahrers
aus.
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Weiterhin
Bezug nehmend auf 2 ist die Steuereinheit 20 ein
bekannter Mikrokontroller, der einen Prozessor (CPU) 21,
eine Lese-Speichereinheit (ROM) 22 und eine Lese-Schreib-Speichereinheit
(RAM) 23 aufweist. Das ROM 22 speichert Programme,
dank welchen die CPU 21 funktioniert als eine Zielinformationserfassungs-Einheit 21a und eine
Anzeigesteuereinheit 21b, wie 1 zeigt.
Eines von solchen Programmen ist für den Anzeigesteuerbetrieb
vorgesehen und wird später erläutert. Die CPU 21 führt
Programme durch, darunter das Anzeigesteuerbetrieb-Programm, das
in dem ROM 22 gespeichert ist.
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Das
RAM 23 speichert Daten, die die CPU 21 benötigt,
um die verschiedenen Programme durchzuführen.
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Eine
Elektrisch-lösch- und -programmierbare-Lese-Speichereinheit
(EEPROM) 24 ist mit der Steuereinheit 20 elektrisch
verbunden. Das EEPROM 24 wird eingesetzt, um die Daten
zu speichern, die auch in einem stromlosen Zustand beibehalten werden
sollen. Das EEPROM 24 speichert Daten, wie Anzeigemodusinformation
und Anzeigebereich-Bestimmungsinformation. Die Anzeigemodusinformation
bestimmt, ob die Informationsanzeige aktiviert oder deaktiviert
ist. Ein Anzeigemodus wird durch Einschalten und Ausschalten der
Anzeigevorrichtung 1 über das Bedienpaneel 40 von
dem Fahrer bestimmt.
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Die
Anzeigebereich-Bestimmungsinformation kann eingesetzt werden, um
(a) einen Anzeigebereich, in dem die Punktlichtquellen 11 die
Informationspunkte V anzeigen können, mit (b) einer Anzeigeposition
jeder Punktlichtquelle 11 in dem Anzeigebereich zu assoziieren.
Die Anzeigebereich-Bestimmungsinformation hängt von dem
Typ und der Form der Windschutzscheibe 2 und auch von dem
Typ des Fahrzeugs ab, in dem die Anzeigevorrichtung 1 vorgesehen
ist.
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Die
Hinderniserfassungseinheit 30 erfasst eine Anwesenheit,
eine Position und einen Abstand zu einem Hindernis z. B. mittels
eines Laserradars bzw. eines Ultraschallsensors, und gibt Positionierdaten über
die erfasste Position des Hindernisses an die Steuereinheit 20 aus.
Man beachte, dass die Positionierdaten in der Ausführungsform
die Daten sind, die eine relative Position des Fahrzeugs bezüglich
eines Zielpunktes angeben. Außerdem erfasst die Hinderniserfassungseinheit 30 die
Anwesenheit eines menschlichen Körpers z. B. mittels eines
thermischen Infrarotsensors, und ein Ergebnis der Erfassung wird
an die Steuereinheit 20 als Daten der Erfassung eines menschlichen
Körpers ausgegeben. In dieser Ausführungsform
erhält die Steuereinheit 20 die Positionsdaten
und die Daten der Erfassung eines menschlichen Körpers
als „Zielinformation”.
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Man
beachte außerdem, dass die Hinderniserfassungseinheit 30 verschiedene
Modifikationen zulässt, insofern als das Hindernis ordentlich
erfasst werden kann. Wenn beispielsweise zwei Kameras, z. B. CCD-Kameras
und Videokameras verwendet werden, werden die durch diese Kameras
erfassten Bilddaten an die Steuereinheit 20 ausgegeben,
und kann die Steuereinheit 20 auf Basis der Bilddaten das
Hindernis mittels Bildbearbeitung erkennen. Andere Annäherungen
sind ebenfalls möglich.
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Das
Bedienpaneel weist Schalter und Knöpfe für verschiedene
Einstellungen der Anzeigevorrichtung 1 auf, sodass der
Fahrer die Einstellungen bestimmen kann. Außerdem gibt
das Bedienpaneel 40 an die Steuereinheit 20 ein
Signal über die durch den Fahrer durchgeführten
Manipulationen aus.
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Als
Nächstes wird ein Beispiel für eine Anzeige der
Informationspunkte V, die sich auf einen Fußgänger
als ein Hindernis vor dem Fahrzeug fokussieren, mit Bezug auf 4 erläutert.
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In
dem in 4 gezeigten Beispiel werden nur die Informationspunkte
V angezeigt, die dem Hindernis 5 entsprechen, wenn die
Mehrzahl von Informationspunkten V in einem unteren Bereich der Windschutzscheibe 2 entlang
einer geraden Linie in der Nähe des Armaturenbretts angezeigt
werden soll. Wenn ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis 5 gering
ist, wird die Mehrzahl (vier in 4) der Informationspunkte
V angezeigt. Wenn der Abstand relativ groß ist, dann werden
weniger (zwei in 4) Informationspunkte V angezeigt.
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Man
beachte, dass eine konstante Anzahl der Informationspunkte V als
Antwort auf das erfasste Hindernis 5 ungeachtet des Abstands
zwischen dem Fahrzeug und dem Hindernis 5 angezeigt werden
kann, oder die Anzahl der anzuzeigenden Informationspunkte V abhängig
von der Art der Zielinformation variieren kann. Außerdem
kann der Anzeigemodus der Informationspunkte V durch den Fahrer bestimmt
werden. Z. B. kann eine Form des Informationspunktes V, von dem
Sichtpunkt EP des Fahrers aus gesehen, ein solcher sein, dass der
Fahrer die Punkte V erkennen kann und dennoch das Sichtfeld des
Fahrers in der Fahrtrichtung nicht durch die Informationspunkte
V gestört ist. Die Informationspunkte V können
auch durchsichtig sein.
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Ein
Beispiel für die Anzeigesteuerung mittels der CPU 21 der
Anzeigevorrichtung 1 ist unten mit Bezug auf ein Flussdiagramm
in 5 erläutert. Man beachte, dass die Anzeigesteuerung
gewaltsam beendet wird, wenn die Stromversorgung unterbricht bzw.
bei einer Aufforderung zur Beendigung.
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Wenn
die Anzeigevorrichtung 1 aktiviert wird und die CPU 21 das
Anzeigesteuerbetriebsprogramm durchführt, wird festgestellt,
ob die Anzeige aktiviert oder deaktiviert ist auf Basis der Einstellung der
Anzeigemodusinformation, die in der Speichereinheit 24 gespeichert
ist (Schritt S10). Falls die Anzeige deaktiviert ist (falls „Nein” in
S10), wird die oben genannte Feststellung wiederholt. Falls die
Anzeige aktiviert ist (falls „Ja” in S10), wird
versucht die Zielinformation zu erfassen (Schritt S11). Falls Daten über Anwesenheit,
Position und Abstand zu dem Hindernis von der Hinderniserfassungseinheit 30 erhalten wird,
werden die Daten als die Zielinformation erhalten und in der Speichereinheit 24 gespeichert
(Schritt S11). Der Prozess geht zum Schritt S12 über.
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Auf
Basis von Anwesenheit oder Abwesenheit der Daten über Anwesenheit,
Position und Abstand zu dem Hindernis 5 in der Zielinformation,
die in der Speichereinheit 24 gespeichert ist, wird festgestellt,
ob ein Hindernis 5 in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug vorhanden
ist (Schritt 12). Falls ein Hindernis 5 nicht gefunden
wurde (falls „Nein” in S12), kehrt der Prozess
zu dem Schritt S10 zurück und der Ablauf der vorigen Schritte
wiederholt sich. Falls das Hindernis 5 vorhanden ist (falls „Ja” in
S12), geht der Prozess zum Schritt S13 über.
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Im
Schritt 13 wird auf Basis von (a) der Daten über
Position und Abstand zu dem Hindernis 5, die in der Zielinformation
enthalten ist und (b) der Anzeigebereich-Bestimmungsinformation,
die in der Speichereinheit 24 gespeichert ist, eine visuell
erkannte Position des Hindernisses 5 auf der Windschutzscheibe 2 berechnet,
werden die Informationspunkte V, die der visuell erkannten Position
entsprechen, bestimmt und in dem RAM 23 gespeichert, wonach
der Prozess zu dem Schritt S14 übergeht. Was die Bestimmung
der Informationspunkte V betrifft, soll man beachten, dass eine Bestimmungstabelle,
die den Größen des Hindernisses und Abständen
zu dem Hindernis 5 entspricht, in dem ROM 22 vorgespeichert werden
kann und eine Anzahl und eine Position der anzuzeigenden Informationspunkte
V auf Basis der Bestimmungstabelle bestimmt werden kann. In einer anderen
möglichen Näherung wird ein Bereich auf der Windschutzscheibe 2 bestimmt
und werden danach die Informationspunkte V bestimmt, die dem ausgewählten
Bereich der Windschutzscheibe entsprechen. Ein Fachmann würde
auch andere derivative Lösungen wahrnehmen.
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Im
Schritt S14 wird eine Aufforderung zur Aktivierung der betroffenen
Punktlichtquellen 11, die den durch das RAM 23 bestimmten
Informationspunkten V entsprechen, und zur Deaktivierung anderer
Punktlichtquellen 11 der Anzeigeeinheit 10 gesendet.
Die Anzeigeeinheit 10 schaltet nur die betroffenen Punktlichtquellen
ein. Die Informationspunkte V werden in einem Bereich angezeigt,
der dem auf der Windschutzscheibe 2 sichtbaren Hindernis 5 entspricht.
Der Prozess kehrt zu dem Schritt S10 zurück und der Ablauf
der vorigen Schritte wiederholt sich.
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Wie
vorhin erläutert, führt die CPU 21 die
Anzeigesteuerung durch, und dient somit als die Anzeigesteuereinheit
und die Zielinformationserfassungs-Einheit gemäß der
Vorzugsausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ein
beispielhafter Betriebsmodus und Effekte der Anzeigevorrichtung 1 mit
der oben beschriebenen Anordnung sind unten in Bezug auf 4 erläutert.
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Wenn
die Anzeigemodusinformation in der Speichereinheit 24 aktiviert
ist, erfasst die Hinderniserfassungseinheit 30 das Hindernis 5 (z.
B. einen Fußgänger). Falls zwei Fußgänger
detektiert werden (4), wobei ein Fußgänger 5a in
der Nähe des Fahrzeugs auf einem Fahrstreifen steht oder
geht, auf dem das Fahrzeug fährt, und ein Fußgänger 5b weit
von dem Fahrzeug auf einem Gegenfahrstreifen steht oder geht, werden
vier Informationspunkte V, die dem Fußgänger 5a entsprechen
und zwei Informationspunkte, die dem Fußgänger 5b entsprechen, auf
Basis der Daten über die Position des Hindernisses 5 bestimmt,
und die den bestimmten Informationspunkten V entsprechenden Punktlichtquellen 11 werden
eingeschaltet.
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Als
Ergebnis werden die durch die Punktlichtquellen 11 ausgestrahlten
Lichter von der Windschutzscheibe 2 des Fahrzeugs in Richtung
zu dem Sichtpunkt EP des Fahrers reflektiert und somit werden vier
Informationspunkte V auf der linken Seite nahe des Armaturenbretts 3 angezeigt
und zwei Informationspunkte V auf der rechten Seite von dem Armaturenbrett 3 etwas
entfernt angezeigt. In dieser Weise kann der Fahrer seine Sichtlinie
zu einem Bereich auf der Windschutzscheibe über den angezeigten
Informationspunkten V bewegen, um das sich nähernde Hindernis 5 zu
erkennen. Da der Fahrer außerdem die Nähe des
Hindernisses 5 auf Basis der Anzahl der auf der Windschutzscheibe
angezeigten Informationspunkte V erkennen kann, kann der Fahrer
seine Sichtlinie zu dem Hindernis 5 und/oder zu dem Bereich
der Landschaft bewegen, vor dem er sich in Acht nehmen soll.
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Die
für die Zielinformation relevanten Informationspunkte werden
aus der Mehrzahl von Informationspunkten V ausgewählt und
auf der Windschutzscheibe 2 angezeigt. Dementsprechend
kann die Anzeigeeinheit 10 an der Oberseite des Armaturenbretts 3 angeordnet
sein. Für die Anzeigevorrichtung 1 treten nicht
Probleme der präzisen Montage der Anzeigevorrichtung 1 und
des Bereitstellens eines großen Raums in dem Armaturenbrett
zum Unterbringen der Anzeigevorrichtung 1 auf, wie es bei einer
herkömmlichen HUD-Vorrichtung der Fall wäre. Da
die Informationspunkte V außerdem selektiv angezeigt werden,
kann der Abstand zwischen der Anzeigeeinheit 10 und der
Windschutzscheibe 2 reduziert werden, und kann die Anzeigeeinheit 10 die
Informationspunkte V ohne ein herkömmliches aufwendiges
Reflektierungselement direkt auf die Windschutzscheibe 2 projizieren.
Die Anzeigevorrichtung 1 kann leicht auf dem Armaturenbrett 3 des
Fahrzeugs mit reduzierten Kosten angeordnet werden. Auch wenn ferner
die Informationspunkte V in einem großen Bereich der Windschutzscheibe 2 angezeigt sind,
ist es möglich eine Verschlechterung der Sicht des Fahrers
zu vermeiden. Durch Anzeigen eines gewünschten Informationspunkts
V sind außerdem die Aufmerksamkeit und der Sichtpunkt des
Fahrers zu der Zielinformation gerichtet und der Fahrer kann die Informationspunkte
in einer intuitiven Weise erkennen.
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Da
außerdem die Mehrzahl von Punktlichtquellen 11,
die die Anzeigeeinheit 10 bilden, in einer Reihe in Querrichtung
des Fahrzeugs in einem Bereich angeordnet ist, der breiter als das
aktuelle Sichtfeld des Fahrers ist, kann die Zielinformation selektiv
in einem großen Bereich der Windschutzscheibe 2 angezeigt
werden, und die angezeigten Informationspunkte V können
mit dem tatsächlichen Bild vor dem Fahrzeug in der Fahrtrichtung
assoziiert werden. Dementsprechend kann der Fahrer seine Aufmerksamkeit
und seinen Sichtpunkt auf einem weiten Bereich der Windschutzscheibe 2 ausdehnen
und die Fahrt kann effektiv unterstützt werden.
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Da
ferner die Informationspunkte V mit dem tatsächlichen Bild
des erfassten Hindernisses 5 assoziiert werden können
und die ausgewählten Informationspunkte V auf der Windschutzscheibe 2 angezeigt
werden können, kann der Fahrer seine Aufmerksamkeit und
seinen Sichtpunkt zu dem Hindernis 5 aufgrund der Informationspunkte
V bewegen, und somit kann eine sichere Fahrt effektiv unterstützt werden.
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Man
beachte, dass das Hindernis 5 in der Vorzugsausführungsform
als die Zielinformation für die Anzeigevorrichtung 1 definiert
ist. Die vorliegende Erfindung schließt keineswegs andere
Ansätze aus. Ausdrücklich sollen auch verschiedene
Arten von Zielinformation anders als das Hindernis 5 (Fußgänger)
angezeigt werden können.
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Wenn
z. B. ein momentaner Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs angezeigt
werden soll (6), speichert die Anzeigevorrichtung 1 eine Schwelle
J, um den momentanen Kraftstoffverbrauch in multiplen Stufen (drei
Stufen in 6) zu bestimmen, und ordnet
die Punktlichtquellen 11 mit Farben Grün G, Gelb
Y, und Rot R von links nach rechts in der Querrichtung des Fahrzeugs
an. Informationen über den momentanen Kraftstoffverbrauch
inklusive Einspritzdauer werden als die Zielinformation erhalten.
Die Zielinformation wird mit der Schwelle J verglichen, die Informationspunkte
V mit der Anzeigefarbe, die einem Ergebnis des Vergleichs entspricht, werden
bestimmt, und die Punktlichtquellen 11 werden angezeigt.
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Wenn
die Anzeigevorrichtung 1 außerdem als eine funktionelle
Hilfsvorrichtung für ein adaptives Geschwindigkeitsregelungssystem
(ACC) dient (7), erhält die
Anzeigevorrichtung 1 Daten über den Abstand zwischen
dem Fahrzeug und dem Hindernis 5 vor dem Fahrzeug, z. B.
einem vorausfahrenden Fahrzeug, als die Zielinformation, die von
der Hinderniserfassungseinheit 30 gesendet wurde. Wie in
der Ausführungsform beschrieben, werden die Informationspunkte
V bestimmt, die einer Breite des Hindernisses 5 entsprechen,
und die entsprechenden Punktlichtquellen 11 werden angezeigt.
Ferner erhält die Anzeigevorrichtung 1 Bildinformationen zum
Diskriminieren einer weißen Linie auf einer Fahrbahn und
bestimmt eine Fahrspur, in der das Fahrzeug fährt, und
bestimmt die Fahrtposition des Fahrzeugs in der Spur, bestimmt die
Informationspunkte V, die der Fahrtposition entsprechen, und zeigt
die Punktlichtquellen 11 an.
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Ferner
ist in der Vorzugsausführungsform (2) ein Abschirmelement 33 auf
dem Armaturenbrett 3 vorgesehen, sodass die Anzeigeeinheit 10 von
dem Fahrer nicht direkt gesehen werden kann. Dennoch kann, wie 8 zeigt,
die Anzeigeeinheit 10 auf einer geneigten Oberseite des
erhöhten Bereichs 34 des Armaturenbretts 3 angeordnet
sein, wobei ein Messgerät 50 in dem Armaturenbrett 3 eingebaut
ist. Wenn die Anzeigeeinheit 10 auf dem erhöhten
Bereich 34 angeordnet ist, braucht das Abschirmelement 33 nicht
auf dem Armaturenbrett 3 vorhanden zu sein, was die Flexibilität
in Design des Armaturenbretts 3 zulässt. Als eine
andere Alternative kann die Position der Punktlichtquellen 11,
die die Anzeigeeinheit 10 bilden, irgendwo in das Armaturenbrett 3 abgesenkt
werden, sodass die Punktlichtquellen 11 von dem Fahrer
nicht direkt gesehen werden können.
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Außerdem
ist in der Vorzugsausführungsform (3) die Mehrzahl
von Punktlichtquellen 11 in einer Reihe in Querrichtung
des Fahrzeugs angeordnet. Die Anzeigevorrichtung der vorliegenden
Erfindung schließt andere Implementierungsformen nicht aus.
Bezug nehmend auf 9 kann die Mehrzahl von Punktlichtquellen 11 in
einem rechteckigen Array angeordnet sein, d. h. in einer Mehrzahl
(vier in 9) von Reihen in der Querrichtung
des Fahrzeugs.
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Wenn
die Anzeigeeinheit 10 durch die Punktlichtquellen 11 gebildet
ist, die in dem rechteckigen Array angeordnet sind (9),
ist die Anzeigevorrichtung 1 fähig, die Informationspunkte
V, nachdem die Fußgänger 5a und 5b bestimmt
wurden so anzuzeigen, dass die Informationspunkte V die tatsächlichen
Bilder der Fußgänger 5a und 5b jeweils überlagern.
Außerdem kann die Anzeigevorrichtung 1 den Fahrer
veranlassen, die Positionen der Fußgänger 5a und 5b mittels
der Informationspunkte V (z. B. vier Punkte) mit höherer
Genauigkeit so zu erkennen, dass jeder Fußgänger
von Punkten V umgeben ist, oder die Mehrzahl von Informationspunkten
V die tatsächlichen Bilder der Fußgänger 5a und 5b überlagert.
Ein solcher Anzeigemodus hilft dem Fahrer, die Position der Fußgänger 5a und 5b und
den Abstand zwischen dem Fahrzeug und den Fußgängern 5a und 5b abzuschätzen,
und sicher und vorsichtig zu fahren, auch wenn die Sicht in Fahrtrichtung
ungünstig ist.
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In
dieser Ausführungsform wird die gesamte Windschutzscheibe
2 als
Anzeigebereich benutzt, in dem Informationen von der Anzeigeeinheit
10 dargestellt
werden können. Selbstverständlich ist das lediglich
einer der möglichen Ansätze, der durch die Anzeigevorrichtung
1 gemäß der
Vorzugsausführungsform dieser Erfindung erreicht werden
kann. Beispielsweise kann eine Vorrichtung, die die Richtung der
Sichtlinie des Fahrers erfasst, die eine bekannte Vorrichtung ist,
z. B. offenbart in der
japanischen
Offenlegungsschrift Nr. 2004-254960 , gemäß der
Vorzugsausführungsform der vorliegenden Erfindung in die
Anzeigevorrichtung
1 eingebaut sein und es ist möglich
die Informationspunkte V nur in dem Sichtbereich des Fahrers aus
dem gesamten Anzeigebereich während der Fahrt anzuzeigen
oder in einem Bereich anzuzeigen, der nicht zu dem Sichtbereich
des Fahrers für die Fahrt gehört. Das ist eine der
Variationen, die von einem Fachmann in Betracht gezogen werden kann.
In diesem speziellen Fall kann die Speichereinheit
24 Bereichs-Einstellinformation
speichern, die zum Aktivieren bzw. Deaktivieren der Anzeigefunktion
benutzt wird, die die Informationspunkte V in einem Teil des Anzeigebereichs
anzeigt, der entweder dem Sichtbereich für die Fahrt oder
einem Bereich außerhalb des Sichtbereichs entspricht, und
der Bereich, in dem die Informationspunkte V angezeigt werden, kann
je nach Bedarf auf Basis der Bereichs-Einstellinformation bestimmt
werden.
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Außerdem
ermöglicht, wie die 10 und 11 zeigen,
die Anzeigevorrichtung 1 gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dem
Fahrer, den Anzeigebereich für die Informationspunkte V
auszuwählen.
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Bezug
nehmend auf 10 und 11, ist ein
Anzeigebereich E1, der durch eine Anzeige-Bereichs-Einstellinformation
der Anzeigevorrichtung 1 bestimmt wird, ein Bereich auf
der Windschutzscheibe 2, auf den die Mehrzahl von Punktlichtquellen 11 die
Informationspunkte V projizieren kann. Ein Anzeigebereich E2 ist
ein Sichtfeld des Fahrers innerhalb des Anzeigebereichs E1. Obwohl
der Anzeigebereich E2 der Einfachheit halber fixiert ist, kann der Anzeigebereich
E2 adaptiv bewegbar entsprechend der Sichtlinie des Fahrers sein.
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Die
Speichereinheit 24 speichert die Bereichs-Einstellinformation,
die benutzt wird, die Darstellung der Informationspunkte V in dem
vorbestimmten Anzeigebereich E2 der Windschutzscheibe 2 zu
aktivieren oder zu deaktivieren. Noch konkreter dient die Speichereinheit 24 als
eine Speichereinheit für Bereichs-Einstellinformation.
Das ROM 22 speichert ein Bereichs-Einstellprogramm, das
dem Fahrer ermöglicht, die Art der Bereichs-Einstellinformation
an dem Bedienpaneel 40 zu bestimmen.
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Wenn
sowohl der Anzeigebereich E1 und der Anzeigebereich E2 durch die
Bereichs-Einstellinformation aktiviert sind, die in der Speichereinheit 24 gespeichert
ist, erfasst die Hinderniserfassungseinheit 30 das Hindernis 5 (d.
h. den Fußgänger 5a), das sich innerhalb
des Anzeigebereichs E2 befindet, und die Anzeigevorrichtung 1 aktiviert
die Punktlichtquellen 11, die den acht Informationspunkten
V entsprechen, auf Basis der Positionierungsdaten so, dass das tatsächliche
Bild des Fußgängers 5a von den Informationspunkten
V umgeben ist.
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Wenn
der Anzeigebereich E2 durch die Bereichs-Einstellinformation deaktiviert
ist, die in der Speichereinheit 24 gespeichert ist, und
die Hinderniserfassungseinheit 30 einen Fußgänger 5a in
der Nähe des Fahrzeugs auf dem Fahrstreifen detektiert, auf
dem das Fahrzeug fährt, und einen Fußgänger 5b weit
von dem Fahrzeug auf dem Gegenfahrstreifen detektiert, leuchten
die Punktlichtquellen 11, die den acht Informationspunkten
V entsprechen, auf Basis der Positionierungsdaten, die dem Fußgänger 5b entsprechen
im Anzeigebereich E1 auf. Da der Anzeigebereich E2 deaktiviert ist,
werden die Informationspunkte V für den Fußgänger 5a im
Anzeigebereich E2 in diesem Fall nicht angezeigt.
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Entsprechend
kann die Anzeigevorrichtung 1 die Aufmerksamkeit des Fahrers
auf den entfernten Fußgänger 5b konzentrieren,
der sonst schwierig für den Fahrer zu erkennen ist, dadurch,
dass die Mehrzahl von Informationspunkten V nur den entfernten Fußgänger 5b überlagert.
Da der nähere Fußgänger 5a außerdem
innerhalb des Sichtfeldes des Fahrers ist, brauchen die Informationspunkte
V für den näheren Fußgänger 5a nicht
angezeigt zu werden. Folglich ist es möglich, dass die
Darstellung der Informationspunkte V für den Anzeigebereich
E2 nur nachts und bei schlechter Witterung durch die Bereichs-Einstellinformation
aktiviert wird, die in der Speichereinheit 24 gespeichert
ist.
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In
dieser Weise kann abhängig von der Bereichs-Einstellinformation
der Anzeigebereich E2 bestimmt werden, in dem die Informationspunkte
V angezeigt werden, und es kann ausgewählt werden, ob die
Informationspunkte V in dem Anzeigebereich E2 angezeigt werden oder
nicht. Die Informationspunkte V können abhängig
von den Vorzügen und Bedürfnissen des Fahrers
angezeigt werden. Da es außerdem zwei Bereiche, d. h. der
Anzeigebereich E1 und der Anzeigebereich E2, der dem Sichtfeld des
Fahrers entspricht, definiert sind, wird durch die Darstellung der
Informationspunkte V das Sichtfeld des Fahrers nicht gestört
und die Sicht während der Fahrt kann verbessert werden.
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Falls
die Punktlichtquellen 11 einfach auf die Windschutzscheibe 2 projiziert
(reflektiert) werden, können im Übrigen falsche
Punkte zusammen mit den tatsächlichen Informationspunkten
V z. B. wegen der Dicke der Windschutzscheibe 2 und der
Reflektion auf deren äußeren Oberfläche
erscheinen. Um dies zu vermeiden, können die Informationspunkte
V in einer einzigen Reihe, einen Streifen bildend angezeigt werden.
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Zudem
wird die Anzeigeeinheit 10 in der Vorzugsausführungsform
von der Mehrzahl von Punktlichtquellen 11 gebildet. Alternativ
kann eine organische Elektrolumineszenz-Anzeige (EL) oder ein Flüssigkristall-Paneel
an der Oberseite 31 des Armaturenbretts 3 in einem
Bereich vorgesehen sein, der breiter als das Sichtfeld des Fahrers
ist, um die Informationspunkte V in einer Reihe oder in dem rechteckigen
Array anzuzeigen, oder in beliebig anderer Anordnung, die nicht
in der Ausführungsform beschrieben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-062405 [0001]
- - JP 2002-211274 [0003]
- - JP 2004-130916 [0003]
- - JP 2002-019491 [0006]
- - JP 2003-291688 [0006, 0007]
- - JP 2004-254960 [0073]