JP2010188811A - 車両用情報提示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドアップディスプレイ装置における画像の表示領域を擬似的に拡大する。
【解決手段】画像を表示する液晶表示デバイス９と、車両のフロントウィンドウ４上に設定された表示領域内に前記画像を投影する光学手段（ライト１０、第１，第２リフレクタ１１，１２）と、乗員のスイッチ操作に応じて表示領域内での投影画像の表示位置を変更する表示位置変更手段と、を備えたヘッドアップディスプレイ装置５であって、表示位置変更手段は、第２リフレクタ１２を上下方向に回転することにより表示領域内での投影画像の表示位置を移動するとともに、投影画像の表示位置を移動させた結果、投影画像の上縁または下縁が表示領域の表示位置上限あるいは表示位置下限に達した場合には、投影画像の移動方向に応じて液晶表示デバイス９の画像の変形処理を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、ヘッドアップディスプレイ装置などの車両用情報提示装置に関するものである。

車両のフロントウィンドウ上に情報を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置では、運転者のドライビングポジションや運転者の好みに応じて画像の表示位置を上下方向や左右方向に変更可能にする表示位置変更手段を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３９９８１号公報

しかしながら、画像の表示位置を変更可能とはいっても、表示位置を移動できる範囲すなわち表示領域には、視認し易さや規格上等の理由から制約がある。例えば、画像がステアリングハンドルやインストルメントパネルにかかっては画像を視認し難くなるので、ステアリングハンドルの上端あるいはインストルメントパネルの見切りを表示領域の下限に設定したり、画像がボンネットの見切りよりも上に表示されると車両前方の外界と画像が重複してしまい画像および外界を視認し難くなるので、ボンネットの見切りを表示領域の上限に設定する場合がある。あるいは、ＪＩＳ規格等の規格に基づいて設定する場合もある。また、デバイスの機械的な可動範囲から設定される場合もある。
この画像の表示領域は比較的に狭いため、画像の表示位置についてユーザーに十分満足されているとは言えず、改善の余地があった。

そこで、この発明は、画像の表示領域を擬似的に拡大することができる車両用情報提示装置を提供するものである。

この発明に係る車両用情報提示装置では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、画像を表示する表示手段（例えば、後述する実施例における液晶表示デバイス９）と、車両のウィンドウ（例えば、後述する実施例におけるフロントウィンドウ４）上に設定された表示領域内に前記画像を投影する光学手段（例えば、後述する実施例におけるライト１０、第１，第２リフレクタ１１，１２）と、前記ウィンドウ上に投影された投影画像（例えば、後述する実施例における情報画像Ｆ）の表示位置を乗員のスイッチ（例えば、後述する実施例におけるスイッチ１９）操作に応じて前記表示領域内で変更する表示位置変更手段と、を備えた車両用情報提示装置（例えば、後述する実施例における車両用ヘッドアップディスプレイ装置５）であって、前記表示位置変更手段（例えば、後述する実施例における制御装置１４、リフレクタ駆動部１６）は、前記光学手段の位置関係を機械的に変更することにより前記表示領域内での前記投影画像の表示位置を移動するとともに、前記投影画像の表示位置を移動させた結果、前記投影画像の一部が前記表示領域の外縁に達した場合には、前記投影画像の移動方向に応じて前記表示手段の画像の変形処理を行うことを特徴とする車両用情報提示装置である。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記表示位置変更手段は、前記投影画像の移動方向が車体上下方向の場合には、前記画像の変形処理において前記投影画像が縦方向に圧縮されるように前記表示手段の画像を圧縮することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記表示位置変更手段は、前記投影画像の移動方向が車幅方向の場合には、前記画像の変形処理において前記投影画像が横方向に圧縮されるように前記表示手段の画像を圧縮することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記表示位置変更手段は、乗員による前記投影画像の表示位置変更操作が継続して行われているときに前記画像の変形処理を行う場合は、前記画像を連続的に変形することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記画像の変形処理は、原画像の画素を間引くことにより、もしくは原画像の画素を座標変換することにより行うことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発明において、前記表示位置変更手段は、表示する画像に応じて前記画像の変形の程度を変更することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、投影画像の表示位置を機械的に移動させることによりその投影画像の一部が表示領域の外縁に達した後は、投影画像の移動方向に応じて表示手段の画像の変形処理を行うことで、あたかも画像をさらに移動させたように見せることができる。

請求項２に係る発明によれば、投影画像の表示位置を機械的に移動させることによりその投影画像の一部が表示領域の外縁に達した後は、投影画像の移動方向が車体上下方向の場合には投影画像を縦方向に圧縮するので、あたかも投影画像をさらに上下方向へ移動させたように見せることができる。

請求項３に係る発明によれば、投影画像の表示位置を機械的に移動させることによりその投影画像の一部が表示領域の外縁に達した後は、投影画像の移動方向が車幅方向の場合には投影画像を横方向に圧縮するので、あたかも投影画像をさらに車幅方向へ移動させたように見せることができる。

請求項４に係る発明によれば、あたかも投影画像を連続的に移動させたように見せることができる。

請求項５に係る発明によれば、原画像を圧縮変形することができる。
請求項６に係る発明によれば、圧縮変形後の投影画像の最低限の情報認知性能を確保することができる。

この発明に係る車両用情報提示装置の実施例（ヘッドアップディスプレイ装置）の概略構成図である。 前記実施例におけるヘッドアップディスプレイ装置のブロック図である。 前記実施例において運転席からフロントガラス越しに見たときの情報画像の表示位置を示す図である。 前記実施例において表示領域の中央に表示された情報画像を示す図である。 前記実施例において表示位置が表示位置上限に達したときであって、画像圧縮される前の情報画像を示す図である。 前記実施例において表示位置が表示位置上限に達した後、画像圧縮されたときの情報画像を示す図である。 前記実施例において表示位置が表示位置下限に達したときであって、画像圧縮される前の情報画像を示す図である。 前記実施例において表示位置が表示位置下限に達した後、画像圧縮されたときの情報画像を示す図である。 前記実施例における情報画像の表示位置変更制御を示すフローチャートである。

以下、この発明に係る車両用情報提示装置の実施例を図１から図９の図面を参照して説明する。なお、以下の説明において前後方向、上下方向、左右方向は、それぞれ車体の前後方向、車体の上下方向、車体の車幅方向に沿う左右方向に一致する。
図３は、運転席から車両前方を見たときの車室内を示す図である。この車両は右ハンドル仕様の車両であり、インストルメントパネル１において運転席の正面に位置する部位には、スピードメーター等を含むメーターユニット２が設置され、運転者はハンドル３を透してメーターユニット２の各メーターを直接視認することができる。

また、図３において符号Ｆは、この発明に係る車両用情報提示装置としての車両用ヘッドアップディスプレイ装置（以下、ヘッドアップディスプレイ装置）により表示（投影）される情報画像を示している。情報画像（投影画像）Ｆは、運転者が車両正面に視線を向けたときの正面視線上であってフロントウィンドウ４の前方所定位置に表示されるように設定されている。つまり、運転者は、ハンドル３の若干上方においてフロントウィンドウ４を透して情報画像Ｆを認識する。

この情報画像Ｆの表示位置は、後述するように運転者の好みに応じて上下方向に変更可能にされている。但し、情報画像Ｆの移動可能な範囲は、図４に示すように、表示位置上限と表示位置下限の間の表示許可範囲（表示領域）内に制限されている。表示位置下限と表示位置上限は、種々の制約に基づいて設定される。例えば、運転者の眼球の位置と情報画像Ｆの視認性に基づいて、ハンドル３の上端あるいはインストルメントパネル１の見切りを表示位置下限に設定したり、図示しないボンネットの先端の見切りを表示位置上限に設定することができる。あるいは、ＪＩＳ規格等の規格に基づいて設定する場合もある。また、デバイスの機械的な可動範囲から設定される場合もある。

次に、図１および図２を参照してヘッドアップディスプレイ装置５の構成を説明する。
図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置５は、インストルメントパネル１の内部であってメータユニット２の前方に設置された本体６と、インストルメントパネル１の前方上部に設けられた投光部７とを備えている。
本体６は、車体に固定されるハウジング８を備えている。ハウジング８は、例えばピラートゥピラーパイプ３０にブラケット（図示略）を介して固定されていてもよい。ハウジング８の内部には、情報画像Ｆの基となる画像を映し出す液晶表示デバイス（表示手段）９と、この液晶表示デバイス９の下側から光を投光するライト（光源）１０と、ライト１０から発せられ液晶表示デバイス９を透過した光をフロントウィンドウ４へ導く第１，第２リフレクタ１１，１２と、第２リフレクタ１２で反射した光を透過させる透明な拡散板１３と、制御装置１４等が収容されている。
なお、この実施例において、ライト１０、第１，第２リフレクタ１１，１２は光学手段を構成する。

第１リフレクタ１１はハウジング８に対して固定されているが、第２リフレクタ１２は上下方向へ回転可能にハウジング８に設置されている。第２リフレクタ１２は軸心を車幅方向に向けた回転軸１５を備え、この回転軸１５がモータ等からなるリフレクタ駆動部１６（図２参照）により回転駆動されるように構成されている。そして、第２リフレクタ１２を下方に回転すると、フロントウィンドウ４に投影される情報画像Ｆの表示位置を上方へ移動することができ、第２リフレクタ１２を上方に回転すると、フロントウィンドウ４に投影される情報画像Ｆの表示位置を下方へ移動することができる。

投光部７は、透明な樹脂板で形成されており、インストルメントパネル１の上部前方に形成された開口を塞ぐように、拡散板１３の上方に設置されている。投光部７の前端はフロントウィンドウ４の近傍まで延びている。
ハウジング８において拡散板１３の上方に位置する部分には図示しない窓が開いており、ライト１０から発せられ液晶表示デバイス９を透過し第２リフレクタ１２で反射した光は、拡散板１３、前記窓、投光部７を透ってフロントウィンドウ４に向かって直進することができるように構成されている。

図２に示すように、制御装置１４は、回転軸１５を駆動するリフレクタ駆動部１６を制御するリフレクタ制御部１７と、液晶表示デバイス９を制御する画像制御部１８とを備えている。
リフレクタ制御部１７は、スイッチ１９に対する乗員の操作に応じてリフレクタ駆動部１６を制御する。スイッチ１９は、乗員の意志により情報画像Ｆの表示位置を上下方向に変更したいときに乗員により操作されるスイッチであり、移動方向を選択することができるように構成されている。この実施例におけるスイッチ１９においては、情報画像Ｆを移動させたい場合には、乗員はスイッチ１９により移動方向（上方あるいは下方）を選択し、移動させる意志がある間、スイッチ１９を押し続ける。
また、リフレクタ制御部１７は、リフレクタ駆動部１６の駆動範囲を制限制御し、第２リフレクタ１２の下方回転の限界（以下、回転下限という）から上方回転の限界（以下、回転上限という）の間を駆動範囲として制御する。また、リフレクタ制御部１７は、回転下限あるいは回転上限に達した場合には、リフレクタ駆動部１６を回転下限あるいは回転上限で停止するとともに、回転下限信号あるいは回転上限信号を画像制御部１８へ出力する。回転下限と回転上限については後で詳述する。

画像制御部１８は、他の制御装置から入力した情報信号に基づいて、画像生成処理を実行し、生成された画像が表示されるように液晶表示デバイス９を制御する。ここで、他の制御装置から入力した情報信号としては、走行支援制御装置から入力したクルーズコントロール時の設定車速情報、追従走行制御時における自車速情報および前走車との車間距離情報、前方障害物が存在するときの警報情報や、エンジン制御装置から入力した燃費情報、外気温度情報、燃料残量情報などを例示することができる。
図４から図８における情報画像Ｆは、追従走行制御時における自車速情報および前走車との車間距離情報の例を示し、自車速情報をデジタル表示し、車間距離情報をイメージ表示したものである。

また、画像制御部１８は、リフレクタ制御部１７から回転下限信号あるいは回転上限信号を入力したときには、前記他の制御装置から入力した情報信号に基づいて画像生成処理して得られた画像（以下、原画像という）に対して縦方向に圧縮処理を実行して圧縮画像を生成し、この圧縮画像が表示されるように液晶表示デバイス９を制御する。
なお、原画像に対する圧縮処理は、例えば、原画像の画素を間引くことにより行ってもよいし、原画像の画素を座標変換（ピクセル座標変換）することにより行ってもよい。

ここで、前述したリフレクタ駆動部１６の回転下限および回転上限について説明する。この実施例では、図５に示すように、原画像を液晶表示デバイス９で表示した場合の情報画像Ｆの上縁Ｆｕが表示位置上限に達したときをリフレクタ駆動部１６の回転下限に設定し、図７に示すように、原画像を液晶表示デバイス９で表示した場合の情報画像Ｆの下縁Ｆｌが表示位置下限に達したときをリフレクタ駆動部１６の回転上限に設定する。

そして、画像制御部１８は、乗員が情報画像Ｆの移動方向として上方を選択してスイッチ１９を操作しているときに、リフレクタ制御部１７から回転下限信号を入力した場合には、原画像を縦方向に上方へ圧縮処理する。このようにして生成され液晶表示デバイス９に表示された圧縮画像をフロントウィンドウ４に投影すると、図６に示すように、情報画像Ｆの上縁Ｆｕは表示位置上限に張り付いたままであるが、情報画像Ｆの下縁Ｆｌが表示位置上限に接近して表示されるので、あたかも情報画像Ｆをさらに上方へ移動させたように見せることができる。

また、画像制御部１８は、乗員が情報画像Ｆの移動方向として下方を選択してスイッチ１９を操作しているときに、リフレクタ制御部１７から回転上限信号を入力した場合には、原画像を縦方向に下方へ圧縮処理する。このようにして生成され液晶表示デバイス９に表示された圧縮画像をフロントウィンドウ４に投影すると、図８に示すように、情報画像Ｆの下縁Ｆｌは表示位置下限に張り付いたままであるが、情報画像Ｆの上縁Ｆｕが表示位置下限に接近して表示されるので、あたかも情報画像Ｆをさらに下方へ移動させたように見せることができる。

なお、原画像に対する圧縮処理は、連続的に行ってもよいし、複数回ステップ状に行ってもよいし、あるいはただ１回だけであってもよい。
乗員が情報画像Ｆの移動方向を同じ方向に選択してスイッチ１９を継続して操作している間、原画像の圧縮処理を連続的に行うと、情報画像Ｆをあたかも連続的に上方あるいは下方へ移動させているように見せることができる。

なお、原画像に対する圧縮処理は、圧縮変形後の情報画像Ｆが乗員に情報として認識可能な圧縮比を上限とし、それ以上の圧縮を制限する。これにより、情報画像Ｆの最低限の情報認知性能を確保することができる。
また、圧縮比の上限に達したときには、そのことを乗員に報知するマークなどを情報画像Ｆの表示領域内に表示するように、画像制御部１８により液晶表示デバイス９を制御するようにしてもよい。
また、画像制御部１８は、表示すべき情報に応じて圧縮比の前記上限を変更するのが好ましい。例えば、情報画像Ｆに文字情報を含んでいたり複雑あるいは細かい図形等で表示されている場合と、情報画像が単純な図形だけで表示されている場合とを比較すると、同じ圧縮比でも情報認識の難易が異なるからである。
この実施例において、制御装置１４とリフレクタ駆動部１６は、表示位置変更手段を構成する。

次に、この実施例における情報画像の表示位置変更制御について、図９のフローチャートに従って説明する。
図９のフローチャートに示す表示位置変更制御ルーチンは、制御装置１４によって一定時間毎に繰り返し実行される。
まず、ステップＳ０１において、スイッチ１９が操作されているか否か、すなわち情報画像Ｆを上方あるいは下方に移動させる指示があるか否かを判定する。
ステップＳ０１における判定結果が「ＮＯ」である場合には、ステップＳ０７に進み、液晶表示デバイス９に画像を表示して、本ルーチンの実行を一旦終了する。
ステップＳ０１における判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、スイッチ１９への入力に基づいて情報画像Ｆの移動方向を決定し、該移動方向に応じてリフレクタ駆動部１６を駆動制御し、情報画像Ｆの移動方向に応じて第２リフレクタ１２を所定の方向へ回転する。

次に、ステップＳ０３に進み、リフレクタ駆動部１６が回転下限あるいは回転上限に到達したか否かを判定する。
ステップＳ０３における判定結果が「ＮＯ」である場合には、ステップＳ０７に進み、液晶表示デバイス９に画像を表示して、本ルーチンの実行を一旦終了する。すなわち、リフレクタ駆動部１６が回転下限あるいは回転上限に到達するまでは、同一移動方向への移動指示がある限り、原画像を圧縮処理せずフロントウィンドウ４に投影する。

一方、ステップＳ０３における判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ０４に進み、原画像に対し圧縮処理を実行する。
次に、ステップＳ０５に進み、原画像に対する圧縮処理における圧縮比が上限に達したか否かを判定する。
ステップＳ０５における判定結果が「ＮＯ」である場合には、ステップＳ０７に進み、液晶表示デバイス９に画像を表示して、本ルーチンの実行を一旦終了する。すなわち、圧縮比が上限に達するまで、原画像に対する圧縮処理を継続し、圧縮処理した画像をフロントウィンドウ４に投影する。
一方、ステップＳ０５における判定結果が「ＹＥＳ」である場合には、ステップＳ０６に進み、圧縮比が上限に達したことを示すマークを情報画像Ｆの表示領域内の所定位置に表示する。
次に、ステップＳ０７に進み、液晶表示デバイス９に画像を表示して、本ルーチンの実行を一旦終了する。

なお、前述した実施例では、情報画像Ｆを上下方向に移動する場合で説明したが、情報画像Ｆの表示領域を左右方向に設定し、この表示領域内において情報画像Ｆの表示位置を左右方向に変更可能にしてもよく、この場合には原画像に対する圧縮処理を横方向に圧縮する。

詳述すると、第２リフレクタ１２を水平方向に回転駆動することができるように構成し、第２リフレクタ１２の回転により、原画像の情報画像Ｆの左縁が前記表示領域の左側境界に達した後は、原画像を横方向で且つ左方向に圧縮処理する。このようにして生成され液晶表示デバイス９に表示された圧縮画像をフロントウィンドウ４に投影すると、情報画像Ｆの左縁は表示領域の左側境界に張り付いたままであるが、情報画像Ｆの右縁が表示領域の左側境界に接近して表示されるので、あたかも情報画像Ｆをさらに左方へ移動させたように見せることができる。

また、第２リフレクタ１２の回転により、原画像の情報画像Ｆの右縁が前記表示領域の右側境界に達した後は、原画像を横方向で且つ右方向に圧縮処理する。このようにして生成され液晶表示デバイス９に表示された圧縮画像をフロントウィンドウ４に投影すると、情報画像Ｆの右縁は表示領域の右側境界に張り付いたままであるが、情報画像Ｆの左縁が表示領域の右側境界に接近して表示されるので、あたかも情報画像Ｆをさらに右方へ移動させたように見せることができる。
また、情報画像Ｆを上下方向および左右方向の両方向に移動可能にしても良い。

〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例では、第２リフレクタ１２を回転可能にしたが、第１リフレクタ１１を回転可能にしてもよく、あるいは、第１リフレクタ１１と第２リフレクタ１２の両方を回転可能にしてもよい。

また、車両用情報提示装置は、前述したヘッドアップディスプレイ装置に限るものではなく、例えば、プロジェクタデバイスによるサイドウィンドウへの画像投影装置であってもよい。

４ フロントウィンドウ（ウィンドウ）
５ 車両用ヘッドアップディスプレイ装置（車両用情報提示装置）
９ 液晶表示デバイス（表示手段）
１０ ライト（光学手段）
１１ 第１リフレクタ（光学手段）
１２ 第２リフレクタ（光学手段）
１４ 制御装置（表示位置変更手段）
１６ リフレクタ駆動部（表示位置変更手段）
１９ スイッチ

Claims (6)

1. 画像を表示する表示手段と、
   車両のウィンドウ上に設定された表示領域内に前記画像を投影する光学手段と、
   前記ウィンドウ上に投影された投影画像の表示位置を乗員のスイッチ操作に応じて前記表示領域内で変更する表示位置変更手段と、
   を備えた車両用情報提示装置であって、
   前記表示位置変更手段は、前記光学手段の位置関係を機械的に変更することにより前記表示領域内での前記投影画像の表示位置を移動するとともに、前記投影画像の表示位置を移動させた結果、前記投影画像の一部が前記表示領域の外縁に達した場合には、前記投影画像の移動方向に応じて前記表示手段の画像の変形処理を行うことを特徴とする車両用情報提示装置。
2. 前記表示位置変更手段は、前記投影画像の移動方向が車体上下方向の場合には、前記画像の変形処理において前記投影画像が縦方向に圧縮されるように前記表示手段の画像を圧縮することを特徴とする請求項１に記載の車両用情報提示装置。
3. 前記表示位置変更手段は、前記投影画像の移動方向が車幅方向の場合には、前記画像の変形処理において前記投影画像が横方向に圧縮されるように前記表示手段の画像を圧縮することを特徴とする請求項１に記載の車両用情報提示装置。
4. 前記表示位置変更手段は、乗員による前記投影画像の表示位置変更操作が継続して行われているときに前記画像の変形処理を行う場合は、前記画像を連続的に変形することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用情報提示装置。
5. 前記画像の変形処理は、原画像の画素を間引くことにより、もしくは原画像の画素を座標変換することにより行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用情報提示装置。
6. 前記表示位置変更手段は、表示する画像に応じて前記画像の変形の程度を変更することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用情報提示装置。

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