JP2009184638A - 虚像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両の前方の所定位置に結像する虚像を適切に表示する。
【解決手段】虚像表示装置１０は、自車両の前方の所定位置に虚像を結像させる表示制御部３４および表示装置１４と、自車両のワイパーの作動角を検出する車両状態センサ１２とを備え、表示制御部３４は、車両状態センサ１２により検出されるワイパーの作動角が所定作動角範囲内である場合に虚像の表示を停止しており、自車両の運転者の眼の位置を検出する視線センサ１１およびアイポイント検知部３１により検出される運転者の眼の位置に基づき所定作動角範囲を変更する表示重畳判定部３３を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、虚像表示装置に関する。

従来、例えば車両先端の近傍に所定画像の虚像を結像させて表示する表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特公平５−５７９３７号公報

ところで、上記従来技術に係る表示装置によれば、車両のフロントガラスのワイパーが作動している状態で、ワイパーと所定画像の虚像とが運転者の視線上に位置すると、ワイパーよりも遠方に視認されるべき虚像が、ワイパーに重畳されるようにして視認されることになり、虚像に対する距離感に運転者が違和感を感じてしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自車両の前方の所定位置に結像する虚像を適切に表示することが可能な虚像表示装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る虚像表示装置は、自車両の前方の所定位置に虚像を結像させる虚像表示手段（例えば、実施の形態での表示制御部３４および表示装置１４）と、自車両のワイパーの作動角を検出する作動角検出手段（例えば、実施の形態での車両状態センサ１２）とを備え、前記虚像表示手段は、前記作動角検出手段により検出される前記作動角が所定作動角範囲内である場合に前記虚像の表示を停止する。

さらに、本発明の第２態様に係る虚像表示装置は、自車両の運転者の眼の位置を検出する位置検出手段（例えば、実施の形態での視線センサ１１およびアイポイント検知部３１）と、前記位置検出手段により検出される前記運転者の眼の位置に基づき、前記所定作動角範囲を変更する作動角範囲変更手段（例えば、実施の形態での表示重畳判定部３３）とを備える。

さらに、本発明の第３態様に係る虚像表示装置では、前記虚像表示手段は、前記作動角検出手段により検出される前記作動角の変化に応じて、前記虚像の形状のうち表示を停止する形状範囲を設定する。

本発明の第１態様に係る虚像表示装置によれば、自車両のワイパーの作動角が所定作動角範囲内である場合に虚像の表示を停止することから、ワイパーよりも遠方に視認されるべき虚像がワイパーに重畳されるようにして視認されてしまうことを防止し、虚像に対して視認される距離感に運転者が違和感を感じてしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第２態様に係る虚像表示装置によれば、自車両の運転者の眼の位置の検出結果に応じて、虚像の表示を停止するワイパーの作動角範囲を変更することにより、ワイパーよりも遠方に視認されるべき虚像がワイパーに重畳されるようにして視認されてしまうことを防止することができる。

さらに、本発明の第３態様に係る虚像表示装置によれば、自車両のワイパーの作動角に応じて、虚像の形状のうち表示を停止する形状範囲を設定することから、虚像の形状のうちワイパーに重畳されるようにして視認されてしまう形状範囲のみで表示を停止することができ、虚像の実物感を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る虚像表示装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による虚像表示装置１０は車両に搭載され、例えば図１に示すように、視線センサ１１と、車両状態センサ１２と、処理装置１３と、表示装置１４とを備えて構成されている。

視線センサ１１は、例えば図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、車室内のインストルメントパネルやダッシュボード上部等に設けられ、例えば可視光領域や赤外線領域にて撮像可能なカメラ２１と、画像処理部２２とを備えて構成されている。
カメラ２１は、例えばカメラ２１に具備される赤外線照射装置（図示略）から運転者の顔や眼球に向けて照射された赤外線の反射や、運転者の顔や眼球から反射される可視光を撮像する。
画像処理部２２は、カメラ２１により撮像して得た画像に対して、例えばフィルタリングや二値化処理等の所定の画像処理を行い、二次元配列の画素からなる画像データを生成して処理装置１３へ出力する。

車両状態センサ１２は、自車両の車両情報として、例えば自車両の速度（車速）を検出する車速センサや、車体の姿勢や進行方向を検出するジャイロセンサや、ヨーレート（車両重心の上下方向軸回りの回転角速度）を検出するヨーレートセンサや、車体に作用する加速度を検出する加速度センサや、例えば人工衛星を利用して自車両の位置を測定するためのＧＰＳ（Global Positioning System）信号などの測位信号を受信する受信機や、ワイパーＷの作動角つまりワイパーアームの初期位置（収納位置）からの回転角度を検出するエンコーダなどのセンサや、運転者による運転操作（例えば、アクセルペダルの踏み込み操作量、ブレーキペダルの踏み込み操作量、ステアリングホイールの舵角など）を検出する各センサなどを備えて構成されている。

処理装置１３は、例えばアイポイント検知部３１と、ワイパー作動角取得部３２と、表示重畳判定部３３と、表示制御部３４とを備えて構成されている。

アイポイント検知部３１は、視線センサ１１から入力される画像データに対して、例えば運転者の顔や眼球を検知対象物とした所定の認識処理を行い、認識した検知対象物に基づき、運転者の眼の位置（アイポイント、例えば眼の鉛直方向位置など）を算出する。
ワイパー作動角取得部３２は、車両状態センサ１２により検出されるワイパーＷの作動角θを取得する。

表示重畳判定部３３は、アイポイント検知部３１により検知される運転者の眼の位置（アイポイント）と、ワイパー作動角取得部３２から出力されるワイパーＷの作動角θとに基づき、後述する表示装置１４により自車両の前方の所定位置に結像される虚像がワイパーＷに重畳されるようにして運転者に視認される可能性があるか否かを判定する。

表示制御部３４は、表示装置１４によって自車両の前方の所定位置に虚像（例えば図２（ａ），（ｃ）に示す虚像Ａ）を結像可能であり、表示重畳判定部３３から出力される判定結果に応じて、表示装置１４により自車両の前方の所定位置に結像される虚像が、ワイパーＷに重畳されるようにして運転者に視認される可能性があると判定された場合に、表示装置１４による虚像の表示を停止する。

例えば図２（ａ），（ｃ）および図３に示すように、表示重畳判定部３３は、予め、ワイパーＷの作動角θに対して、表示装置１４により自車両の前方の所定位置に結像される虚像ＡがワイパーＷに重畳されるようにして運転者に視認される可能性があることを示す重畳判定フラグのフラグ値が「１」となる所定作動角範囲（θ１≦θ≦θ２）のデータを記憶しており、この所定作動角範囲（θ１≦θ≦θ２）は、例えば図４に示すように、アイポイント検知部３１により検知される運転者の眼の位置、例えば眼の鉛直方向位置（高さ）に応じて変化する下限作動角θ１および上限作動角θ２により設定されている。
例えば図４において、下限作動角θ１および上限作動角θ２は、運転者の眼の高さが高くなることに伴い、増大傾向に変化する。

表示装置１４は、例えば図２（ａ），（ｃ）に示すように車両のフロントウィンドを表示画面として、自車両の前方の所定位置に虚像Ａ（例えば、コーナーポールの画像など）を結像させるようにしてフロントウィンド上に表示をおこなう。

本実施の形態による虚像表示装置１０は上記構成を備えており、次に、この虚像表示装置１０の動作について説明する。
例えば運転者により操作されるワイパースイッチ（図示略）からワイパーＷを作動させることを指示する信号が出力された場合に、例えば図２（ａ）に示すように、ワイパーＷの作動角θが下限作動角θ１未満であれば、重畳判定フラグのフラグ値が「０」となり、表示装置１４により自車両の前方の所定位置に結像される虚像Ａが表示される。
そして、例えば図２（ｂ）に示すように、ワイパーＷの作動角θが下限作動角θ１以上かつ上限作動角θ２以下であれば、重畳判定フラグのフラグ値が「１」となり、表示装置１４による虚像Ａの表示が停止される。
そして、例えば図２（ｃ）に示すように、ワイパーＷの作動角θが上限作動角θ１よりも大きければ、重畳判定フラグのフラグ値が「０」となり、表示装置１４により自車両の前方の所定位置に結像される虚像Ａが表示される。

上述したように、本実施の形態による虚像表示装置１０によれば、自車両のワイパーＷの作動角θが所定作動角範囲（θ１≦θ≦θ２）内である場合に虚像Ａの表示を停止することから、ワイパーＷよりも遠方に視認されるべき虚像ＡがワイパーＷに重畳されるようにして視認されてしまうことを防止し、虚像Ａに対して視認される距離感に運転者が違和感を感じてしまうことを防止することができる。

なお、上述した実施の形態において、ワイパーＷの作動角θに対する所定作動角範囲（θ１≦θ≦θ２）を設定する下限作動角θ１および上限作動角θ２は、アイポイント検知部３１により検知される運転者の眼の位置に応じて変化するとしたが、これに限定されず、例えば上述した実施の形態の第１変形例として、下限作動角θ１および上限作動角θ２は所定値の固定値とされてもよい。

なお、上述した実施の形態において、表示制御部３４は、自車両のワイパーＷの作動角θが所定作動角範囲（θ１≦θ≦θ２）内である場合に表示装置１４による虚像Ａの表示を停止するとしたが、これに限定されず、例えば図５（ａ）〜（ｃ）および図６に示す第２変形例のように、自車両のワイパーＷの作動角θが所定作動角範囲（θ１≦θ≦θ２）内であっても、虚像Ａの全体形状の表示を停止せずに、虚像Ａの全体形状のうち運転者によりワイパーＷに重畳されるようにして視認されてしまう形状範囲のみの表示を停止してもよい。

この第２変形例では、例えば図６に示すように、表示重畳判定部３３は、予め、ワイパーＷの作動角θと、ワイパーＷに重畳されるようにして運転者に視認される虚像Ａの位置（例えば、鉛直方向の高さ位置ｈ）との対応関係を示すデータを記憶しており、ワイパーＷの作動角θが所定作動角範囲（θ１≦θ≦θ２）内である場合に、虚像Ａの全体形状のうち、表示装置１４による表示を停止する形状範囲を指定するための位置（例えば、鉛直方向の高さ位置ｈに対する下限位置ｈ１および上限位置ｈ２）を取得する。
例えば図６において、ワイパーＷの作動角θと虚像Ａの高さ位置ｈとによる２次元の直交座標上には、アイポイント検知部３１により検知される運転者の眼の位置に応じて変化するワイパー作動領域が設定されており、例えばワイパーＷの作動角θが所定作動角範囲（θ１≦θ≦θ２）内の作動角θａである場合には、虚像Ａの全体形状のうち、ワイパー作動領域の下限位置ｈ１および上限位置ｈ２による高さ範囲（ｈ１≦ｈ≦ｈ２）の重畳位置のみにおいて、表示装置１４による虚像Ａの表示が停止される。

この第２変形例によれば、自車両のワイパーＷの作動角θに応じて、虚像Ａの全体形状のうち表示を停止する形状範囲を設定することから、虚像Ａの全体形状のうち運転者によりワイパーＷに重畳されるようにして視認されてしまう形状範囲のみで表示を停止することができ、虚像Ａの実物感を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態および第１，第２変形例においては、単一のワイパーＷに対して虚像の表示および表示の停止を制御するとしたが、これに限定されず、例えば図６（ａ），（ｂ）および図７に示す第３変形例のように、複数のワイパー（例えば、第１ワイパーＷＬおよび第２ワイパーＷＲ）が存在する場合には、表示制御部３４は、各ワイパー毎の作動角（例えば、第１作動角θＡおよび第２作動角θＢ）に応じて、表示装置１４による虚像の表示および表示の停止を制御する。

例えば上述した第２変形例において複数のワイパー（例えば、第１ワイパーＷＬおよび第２ワイパーＷＲ）が存在する場合には、例えば図７に示すように、表示重畳判定部３３は、予め、第１ワイパーＷＬおよび第２ワイパーＷＲの各作動角θＡ，θＢと、第１ワイパーＷＬまたは第２ワイパーＷＲに重畳されるようにして運転者に視認される虚像Ａの位置（例えば、鉛直方向の高さ位置ｈ）との対応関係を示すデータを記憶しており、第１ワイパーＷＬの作動角θＡまたは第２ワイパーＷＲの作動角θＢが、各所定作動角範囲内である場合に、虚像Ａの全体形状のうち、表示装置１４による表示を停止する形状範囲を指定するための位置（例えば、鉛直方向の高さ位置ｈに対する下限位置ｈ１および上限位置ｈ２）を取得する。
例えば図７において、第１ワイパーＷＬおよび第２ワイパーＷＲの各作動角θＡ，θＢと虚像Ａの高さ位置ｈとによる２次元の直交座標上には、アイポイント検知部３１により検知される運転者の眼の位置に応じて変化する各ワイパー作動領域が設定されており、例えば第１ワイパーＷＬの作動角θＡが所定作動角範囲内の作動角θａである場合には、虚像Ａの全体形状のうち、第１ワイパー作動領域の下限位置ｈ１および上限位置ｈ２による高さ範囲（ｈ１≦ｈ≦ｈ２）の重畳位置のみにおいて、表示装置１４による虚像Ａの表示が停止される。同様にして、例えば第２ワイパーＷＲの作動角θＢが所定作動角範囲内の作動角θｂである場合には、虚像Ａの全体形状のうち、第２ワイパー作動領域の下限位置ｈ１および上限位置ｈ２による高さ範囲（ｈ１≦ｈ≦ｈ２）の重畳位置のみにおいて、表示装置１４による虚像Ａの表示が停止される。

本発明の実施の形態に係る虚像表示装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係るワイパーＷと虚像Ａとの対応関係の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係るワイパーＷの作動角θと重畳判定フラグのフラグ値との対応関係の例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る運転者の眼の高さとワイパーＷの下限作動角θ１および上限作動角θ２との対応関係の例を示す図である。 本発明の実施の形態の第２変形例に係るワイパーＷと虚像Ａとの対応関係の例を示す図である。 本発明の実施の形態の第２変形例に係るワイパーＷの作動角θと虚像Ａの高さ位置ｈとの対応関係の例を示す図である。 本発明の実施の形態の第３変形例に係る第１ワイパーＷＬおよび第２ワイパーＷＲと虚像Ａとの対応関係の例を示す図である。 本発明の実施の形態の第３変形例に係る第１ワイパーＷＬおよび第２ワイパーＷＲの各作動角θＡ，θＢと虚像Ａの高さ位置ｈとの対応関係の例を示す図である。

符号の説明

１０ 虚像表示装置
１１ 視線センサ（位置検出手段）
１２ 車両状態センサ（作動角検出手段）
１４ 表示装置（虚像表示手段）
３１ アイポイント検知部（位置検出手段）
３３ 表示重畳判定部（作動角範囲変更手段）
３４ 表示制御部（虚像表示手段）

Claims (3)

1. 自車両の前方の所定位置に虚像を結像させる虚像表示手段と、
   自車両のワイパーの作動角を検出する作動角検出手段とを備え、
   前記虚像表示手段は、前記作動角検出手段により検出される前記作動角が所定作動角範囲内である場合に前記虚像の表示を停止することを特徴とする虚像表示装置。
2. 自車両の運転者の眼の位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出される前記運転者の眼の位置に基づき、前記所定作動角範囲を変更する作動角範囲変更手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 前記虚像表示手段は、前記作動角検出手段により検出される前記作動角の変化に応じて、前記虚像の形状のうち表示を停止する形状範囲を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の虚像表示装置。

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