JP2009269551A

JP2009269551A - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP2009269551A
Application number: JP2008123724A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Miura; 弘雅三浦
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】運転視界の対象物と虚像表示の一方に焦点を合わせて見ている際に他方が２重に見えてしまうことを抑制し、違和感を少なくさせることができる車両用表示装置を提供すること。
【解決手段】ドライバの前方視界に虚像を結像させて、前方視界中の対象物に重畳させた位置または近傍となる位置に表示を行う光源３、LCD４、ミラー５を有する車両用表示装置１において、対象物とドライバの優位眼をつなぐ直線上、または直線近傍に虚像表示を行う画像表示位置制御部２５を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用表示装置の技術分野に属する。

渋滞ではウィンドシールドに設けた反射部材により表示光をドライバへ反射させて、ウィンドシールドの前方に虚像として表示を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−１８６０１６号公報（第２−８頁、第１図）

しかしながら、従来にあっては、ドライバが前方視界で見ている前方車両などの対象物までの距離（例えば数十ｍ）と、虚像表示の結像位置までの距離（例えば数ｍ）が異なるため、対象物に目の焦点を合わせて見ている時は虚像表示が２重に見え、虚像表示に目の焦点を合わせて見ている時は対称物が２重に見えてしまうため、違和感を感じることがあった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、運転視界の対象物と虚像表示の一方に焦点を合わせて見ている際に他方が２重に見えてしまうことを抑制し、違和感を少なくさせることができる車両用表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、ドライバの前方視界に虚像を結像させて、前記前方視界中の対象物に重畳させた位置または近傍となる位置に表示を行う表示手段を有する車両用表示装置において、前記対象物とドライバの優位眼をつなぐ直線上、または前記直線近傍に虚像表示を行う表示位置制御手段を備えた、ことを特徴とする。

よって、本発明にあっては、運転視界の対象物と虚像表示の一方に焦点を合わせて見ている際に他方が２重に見えてしまうことを抑制し、違和感を少なくさせることができる。

以下、本発明の車両用表示装置を実現する実施の形態を、請求項１，２，３に係る発明に対応する実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用表示装置の概要説明図である。
実施例１の車両用表示装置は、コントローラ２、光源３、LCD４、ミラー５からなり、ドライバ用カメラ７、車外用カメラ１１と連携する。
コントローラ２は、ドライバ用カメラ７を用いてドライバの目の位置等を検出するドライバモニタリングシステムや、車外用カメラ１１による車両前方の障害物検出システム、LCD４の表示内容、及び光源３、ナビ、車速センサ等からの入力の演算や制御を行う。

光源３は、LCD４の表示に輝度を持たせるよう背後から投光を行う。
LCD４は、コントローラ２で設定される表示内容の画像表示を行う。
ミラー５は、LCD４からの表示光をフロントウィンドシールド６の所定位置へ向かうよう反射する。なお、フロントウィンドシールド６には、所定の反射率、透過率となるように半反射部材等を設けるようにしてもよい。
また、ミラー５の上方のインストパネル１０は、開口して表示光を通過させる構造とする。

ドライバ用カメラ７は、ステアリングコラム８の上部に設置され、ステアリングホイール９を通してドライバの顔を撮像する。
車外用カメラ１１は、例えば車両前端部に設置され、車両の前方を撮像する。この車外用カメラ１１はステレオカメラであってもよい。
また、コントローラ２は、直接、あるいは車内通信を介して、ナビや車速センサから情報を取得する。入力情報１３とする。
なお、実施例１の車両用表示装置１は、フロントウィンドシールド６の比較的広い範囲で表示を行い、ドライバの前方視界に重畳して虚像表示を行うものとする。

図２は車両用表示装置のコントローラ２の制御ブロック構造を示す図である。
コントローラ２は、優位眼検知部２１、眼球位置検知部２２、頭部挙動検知部２３、車両情報処理部２４、画像表示位置制御部２５、表示画像生成部２６、車外情報処理部２７、HUD表示部２８、操作入力部２９を備えている。
優位眼検知部２１は、後述する処理により、操作者の操作に基づいて優位眼を検知し、画像表示位置制御部２５へ出力する。
眼球位置検知部２２は、ドライバモニタリングシステムとして、ドライバの顔を撮像した画像から、特徴点を検出するなどにより、眼球の位置を検知する。

頭部挙動検知部２３は、運転経路等により頭部の挙動を検知し、眼球位置検知部２２の眼球位置検知の補正値を設定し、眼球位置検知部２２へ出力する。
車両情報処理部２４は、ナビや車速センサからの入力情報１３を入力、処理し、処理結果を頭部挙動検知部２３へ出力する。
画像表示位置制御部２５は、眼球位置と優位眼から、画像の表示位置を演算し、HUD表示部２８へ出力する。

表示画像生成部２６は、車外情報、車両情報に基づいて、表示画像を生成し、画像表示位置制御部２５へ出力する。
車外情報処理部２７は、障害物検知システムとして、車外用カメラ１１で撮像した画像を処理して、車外情報として表示画像生成部２６へ出力する。
HUD表示部２８は、指令された表示内容を指令されたLCD４の表示位置に表示する処理を行う。
操作入力部２９は、優位眼検知の際の操作入力を行う。なお、他の操作入力部を優位眼検知の際のみ操作入力部２９として用いるようにするのが望ましい。

作用を説明する。
[画像表示位置処理]
図３はコントローラの画像表示位置制御部２５で実行される画像表示位置処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、優位眼検知部２１から優位眼情報を入力する。

ステップＳ２では、眼球位置検知部２２から眼球位置情報を入力する。

ステップＳ３では、表示画像生成部２６から表示内容の画像を入力する。

ステップＳ４では、優位眼、眼球位置、表示内容から、表示画像位置の初期位置からの移動量を決定し、出力する。あるいは、表示データを変更し出力する。そして、処理を終了する。

[優位眼検出処理]
図４はコントローラの優位眼検知部２１で実行される優位眼検出処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１１では、車外用カメラ１１の画像から車両の前方の景色の中の特徴的な部分、つまり特徴点を決定する。

ステップＳ１２では、眼球位置検知部２２により眼球位置を検出する。

ステップＳ１３では、右目を優位眼とする位置に、前景の特徴点と重畳する表示を行い、ドライバの操作入力を待ち、重畳したとの操作入力があればステップＳ１４へ進み、重畳しないとの操作入力があればステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１４では、優位眼を右目とする決定を行い、ステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１５では、左目を優位眼とする位置に、前景の特徴点と重畳する表示を行い、ドライバの操作入力を待ち、重畳したとの操作入力があればステップＳ１６へ進み、重畳しないとの操作入力があればステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１６では、優位眼を左目とする決定を行い、ステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１７では、優位眼の決定を確認し操作入力を行い、重畳しているならば処理を終了し、重畳していないならば、ステップＳ１１へ戻る。

[２重像の抑制作用]
図５は実施例１の車両用表示装置の表示例を示す説明図である。
実施例１の車両用表示装置１では、フロントウィンドシールド６の比較的広い範囲において、虚像表示を行う。そのため、障害物検知等においては、ドライバの前方視界の対称物と、虚像表示を重畳させて表示する場合がある。ドライバの障害物等の認識を早めるためである。

優位眼は個々のドライバにより異なるため、システム起動時に入力をするか、ドライバに対応した位置を記憶しておく。
優位眼情報の入力には、ヘッドアップディスプレイである実施例１の車両用表示器を用い、車両前方のある点とドライバの右目をつなぐ直線上、同様にある点とドライバ左目とつなぐ直線上に表示を行い、ある点と表示が重畳していると感じた左右どちらかの方向を入力することで決定する（ステップＳ１１〜Ｓ１７）。

なお、この優位眼の検知の際、及びその後の表示位置のためのドライバの両眼の眼球位置はドライバモニタリングシステムとして、眼球位置検知部２２で検知する。ドライバモニタリングシステムは、眼球位置の検知により、ドライバの運転への集中度を検知し、検知状況により、ドライバへの警告を行う。
また、実施例１の眼球位置の検知では、車速や経路誘導などの車両情報からドライバ頭部挙動や眼球位置を推測し、補正を行うため、正確な表示の重畳を行える。

図６は２重像の抑制作用の説明図である。図７は２重像の抑制作用の説明図である。
両目は優位眼、つまり利き目と、劣位眼、つまり非利き目に分かれる。車両用表示装置において、対象物１０１と遠方結像表示１０２の距離が異なると、優位眼２０２と対象物１０１をつなぐ視軸上に遠方結像表示１０２が存在するとき（図６(a)参照）、対象物１０１と遠方結像表示１０２が重畳していると感じられる（図６(d)参照）。しかし、劣位眼２０１と対象物１０１をつなぐ視軸上に遠方結像表示１０２が存在するときは（図７(a)参照）、優位眼２０２による視認が優先され（図７(b)参照）、重畳しているとは感じられない（図７(d)の遠方結像表示１０２ａ参照）。

実施例１の車両用表示装置では、例えば、見づらい歩行者や障害物を車外用カメラ１１の撮像で捉え、車外情報処理部２７で画像処理する。そして、処理した情報を画像に変換し、フロントウィンドシールド６の情報の存在する位置、あるいは方向に表示する。この表示が重畳させる場合でも直近位置に表示させる場合であっても、優位眼と対象物をつなぐ視軸上に遠方結像表示をすることで、対象物と遠方結像表示が重畳していると感じることになる（図５参照）。

すると、距離の違いにより２重像に見えることは抑制され、ドライバの表示への認識、判断時間は短くなる。これにより、障害物検知システムが、車外用カメラ１１と画像処理により、ドライバの目視による認識より早く（遠くから）警告や注意喚起の表示を行うことがその機能を発揮させることになる。

また、静止中の表示の見え方と、走行中（運動中）の表示の捉え方（見え方）は異なり、静止中には視野の細かな差も認識できることから、表示の中身（意味）を確認し易い。しかし、走行中（運動中）には視野全体が移動しているため、視野周辺部は細かな差を認識することが特に難しくなる。そのため、優位眼から視認される遠方結像表示から情報を取得することはできるが、劣位眼から視認される遠方結像表示は気にならなくなり、距離の違いにより２重像に見えることはさらに抑制される。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両用表示装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)ドライバの前方視界に虚像を結像させて、前方視界中の対象物に重畳させた位置または近傍となる位置に表示を行う光源３、LCD４、ミラー５を有する車両用表示装置１において、対象物とドライバの優位眼をつなぐ直線上、または直線近傍に虚像表示を行う画像表示位置制御部２５を備えたため、運転視界の対象物と虚像表示の一方に焦点を合わせて見ている際に他方が２重に見えてしまうことを抑制し、違和感を少なくさせることができる。
また、認識までの時間が短縮されるので、車両情報や障害物情報などを短時間にドライバに伝達できる。このことは、ドライバの目視による認識よりも障害物検知システムでは、早く認識するため、この時間的有効性を十分に残してドライバに早期に情報伝達ができることは、非常に好ましい情報伝達手段となる。

(2)上記(1)において、前方視界中の特徴点に対して、光源３、LCD４、ミラー５による虚像表示を重畳させ、虚像表示を両目で見たドライバからの操作入力により優位眼と劣位眼を検知する優位眼検知部２１を備えたため、ドライバの左右の眼に対して、優位眼と劣位眼をドライバからの操作入力により決定し、この優位眼と対象物をつなぐ直線上、または直線近傍に虚像表示を行うことにより、より確実に運転視界の対象物と虚像表示の一方に焦点を合わせて見ている際に他方が２重に見えてしまうことを抑制し、違和感を少なくさせることができる。

(3)上記(1)又は(2)において、ドライバの顔を撮像するドライバ用カメラ７と、撮像画像からドライバの眼球位置を検知する眼球位置検知部２２を備え、画像表示位置制御部２５は、ドライバの優位眼の眼球位置と対象物をつなぐ直線上に虚像表示を行うため、検出したドライバの優位眼の位置と対象物との間に虚像表示を行うようにして、さらに確実に運転視界の対象物と虚像表示の一方に焦点を合わせて見ている際に他方が２重に見えてしまうことを抑制し、違和感を少なくさせることができる。

以上、本発明の車両用表示装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１では、ドライバモニタリングシステムとしてドライバ用カメラを用いたが、カメラ以外による眼球位置検知であってもよい。
また、例えば、実施例１では、障害物検知システムとして、車外カメラを用いたが、ＩＲセンサ、ＩＲカメラ、モニタ、インフラからのカメラ情報であってもよい。

実施例１の車両用表示装置の概要説明図である。車両用表示装置のコントローラの制御ブロック構造を示す図である。コントローラの画像表示位置制御部で実行される画像表示位置処理の流れを示すフローチャートである。コントローラの優位眼検知部で実行される優位眼検出処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の車両用表示装置の表示例を示す説明図である。２重像の抑制作用の説明図である。２重像の抑制作用の説明図である。

符号の説明

１車両用表示装置
２コントローラ
３光源
４ LCD
５ミラー
６フロントウィンドシールド
７ドライバ用カメラ
８ステアリングコラム
９ステアリングホイール
１０インストパネル
１１車外用カメラ
１２シート
１３入力情報
２１優位眼検知部
２２眼球位置検知部
２３頭部挙動検知部
２４車両情報処理部
２５画像表示位置制御部
２６表示画像生成部
２７車外情報処理部
２８ HUD表示部
２９操作入力部
１０１対象物
１０２遠方結像表示
２０１劣位眼
２０２優位眼

Claims

ドライバの前方視界に虚像を結像させて、前記前方視界中の対象物に重畳させた位置または近傍となる位置に表示を行う表示手段を有する車両用表示装置において、
前記対象物とドライバの優位眼をつなぐ直線上、または前記直線近傍に虚像表示を行う表示位置制御手段を備えた、
ことを特徴とする車両用表示装置。
請求項１に記載の車両用表示装置において、
前記前方視界中の特徴点に対して、前記表示手段による虚像表示を重畳させ、前記虚像表示を両目で見たドライバからの操作入力により優位眼と劣位眼を検知する優位眼検知手段を備えた、
ことを特徴とする車両用表示装置。
請求項１又は請求項２に記載の車両用表示装置において、
ドライバの顔を撮像する撮像手段と、
撮像画像からドライバの眼球位置を検知する眼球位置検知手段と、
を備え、
前記表示位置制御手段は、ドライバの優位眼の眼球位置と対象物をつなぐ直線上に虚像表示を行う、
ことを特徴とする車両用表示装置。