JP2016068577A

JP2016068577A - ヘッドアップディスプレイ装置

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Publication number: JP2016068577A
Application number: JP2014196375A
Authority: JP
Inventors: 杉山　哲也; Tetsuya Sugiyama; 哲也杉山; 拓磨荻巣; Takuma Ogisu
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-05-09
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: JP6085275B2

Abstract

【課題】より運転者に距離感をつかませることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】ＨＵＤ装置は、車両運転者の視点Ｅを検出する視点検出部と、車両前後方向に対して略垂直となる平面表示ＰＤを当該運転者に視認させるための第１照射光を投射する第１表示器１１ａと、車両前後方向の成分を含んだ当該奥行き表示ＤＤを当該運転者に視認させるための第２照射光を投射する第２表示器１１ｂと、平面表示ＰＤ上に奥行き表示ＤＤの一部を重畳させるように、第２表示器１１ｂによる第２照射光を制御すると共に、視点検出部により検出された運転者の視点Ｅと同方向に奥行き表示ＤＤが移動するように、第２表示器１１ｂによる第２照射光を制御するＨＵＤ制御部と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

従来、車両用表示装置として、ヘッドアップディスプレイ装置（以下「ＨＵＤ装置」という）が提案されている。このＨＵＤ装置は、外景と重畳して情報を表示することができることから、運転者の視線移動が少なく、車両運転中における情報の視認性を高めることができる。ＨＵＤ装置は、照射光を投射する照射ユニットを備え、この照射ユニットから投射された照射光は反射部材（例えばウインドシールド）に投射される。これにより、運転者は、反射部材の前方に虚像（照射光により表示される情報）を視認する。

また、車両前後方向に対して略垂直となる表示面に前方車両マークを表示させ、車両前後方向と同方向に伸びる表示面に車間距離マークを表示させるＨＵＤ装置についても提案されている（例えば特許文献１参照）。このＨＵＤ装置によれば、車間距離マークによって前方車両マークに対する距離についても運転者にとって分かり易く表示することができる。

特開２０１１−７３４６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のＨＵＤ装置では、前方車両マークといった車両前後方向に対して略垂直となる表示面までの距離を運転者に認識させる点において未だ向上の余地を残すものであった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より運転者に距離感をつかませることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。

本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、照射光を反射部材に投射して車両運転者に情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、車両運転者の視点を検出する視点検出部と、車両前後方向に対して略垂直となる平面表示を当該運転者に視認させるための第１照射光を投射する第１照射部と、車両前後方向の成分を含んだ奥行き表示を当該運転者に視認させるための第２照射光を投射する第２照射部と、前記平面表示上に前記奥行き表示の一部を重畳させるように、前記第２照射部による第２照射光を制御すると共に、前記視点検出部により検出された運転者の視点の移動方向と同方向に前記奥行き表示が移動するように、前記第２照射部による第２照射光を制御する投射制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置によれば、車両前後方向に対して略垂直となる平面表示上に奥行き表示の一部を重畳させるため、平面表示と奥行き表示との表示位置を比較し易くなる。また、運転者の視点の移動方向と同方向に奥行き表示が移動するように第２照射部による第２照射光を制御するため、例えば運転者の視点が平面表示に対して向かって右方向に移動した場合には奥行き表示も右方向に移動する。同様に、運転者の視点が平面表示に対して向かって左方向に移動した場合には奥行き表示も左方向に移動する。このように、奥行き表示は、運転者の視点に合わせて移動する。しかも、この移動は、平面表示と奥行き表示との表示位置を比較し易い状態、すなわち平面表示上に奥行き表示の一部を重畳させた状態で行われるため、運転者は視点の変化によってより効果的に立体感を得ることができる。従って、より運転者に距離感をつかませることができる。

また、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置において、前記平面表示上に前記奥行き表示の一部を重畳させる強調表示と、前記平面表示の周囲に前記奥行き表示を表示させる通常表示とを選択可能な選択部をさらに備え、前記投射制御部は、前記選択部により強調表示が選択された場合に、前記第２照射部の投射方向を調整して前記平面表示上に前記奥行き表示の一部を重畳させるように、第２照射光を投射させ、前記選択部により通常表示が選択された場合に、前記第２照射部の投射方向を調整して前記平面表示の周囲に前記奥行き表示を表示させるように、第２照射光を投射させることが好ましい。

このヘッドアップディスプレイ装置によれば、平面表示上に奥行き表示の一部を重畳させる強調表示と、平面表示の周囲に奥行き表示を表示させる通常表示とを選択可能とするため、状況や運転者の好み等に応じて強調表示と通常表示とが切り替えられることとなり、利便性を向上させることができる。

本発明によれば、より運転者に距離感をつかませることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。

本実施形態に係るＨＵＤシステムが適用された車両室内の様子を示す模式図である。ＨＵＤシステムの構成を示すブロック図である。図１及び図２に示した照射ユニットの詳細を示す構成図である。図３に示した回転軸を中心に第２表示器が回転した状態を示す構成図である。図３に示す表示状態を示す概略正面図である。図３に示す表示状態を示す概略図であり、（ａ）は視点がやや右方向に移動した場合を示し、（ｂ）は視点がやや左方向に移動した場合を示している。図４に示す表示状態を示す概略正面図である。図４に示す表示状態を示す概略図であり、（ａ）は視点がやや右方向に移動した場合を示し、（ｂ）は視点がやや左方向に移動した場合を示している。本実施形態に係るＨＵＤ装置の制御方法を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態に係るＨＵＤシステム（ヘッドアップディスプレイシステム）が適用された車両室内の様子を示す模式図である。また、図２は、ＨＵＤシステムの構成を示すブロック図である。車両室内には、運転者からみて、その前方にハンドル２が配置され、さらにその前方にインストルメントパネル３が配置されている。そして、このインストルメントパネル３の前方に、車両室内と車両室外との境界をなし車両前方の景色を透過するウインドシールド４が配置されている。

インストルメントパネル３は、車両前方の車室空間を仕切る部材であり、所要の形状に成形されている。このインストルメントパネル３の所要の位置には、インストルメントパネル３の内外を貫通する開口３ａが設けられており、この開口３ａの上方にウインドシールド４が設けられている。

車両には、虚像による遠方表示によって運転者に情報を表示するＨＵＤシステムが搭載されている。ＨＵＤシステムは、ＨＵＤ装置１０、及びカメラ１５を主体に構成されている。

ＨＵＤ装置１０は、運転者が視認する車両前方の景色等に情報を重畳表示させる装置である。このＨＵＤ装置１０は、照射ユニット１１と、コントローラ２０とを備えており、反射部材としてのウインドシールド４を利用して虚像を形成する。

照射ユニット１１は、収容ケースに収容された状態で、インストルメントパネル３内に配置されている。照射ユニット１１は、ウインドシールド４に対して照射光を投射するものである。

コントローラ２０は、照射ユニット１１を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。コントローラ２０は、これを機能的に捉えた場合、視点検出部２１と、ＨＵＤ制御部（投射制御部）２２と、選択部２３とを有している。

視点検出部２１は、運転者の顔を含む所定範囲を撮影するカメラ１５からの画像に基づいて、運転者の視点を検出するものである。ＨＵＤ制御部２２は、照射ユニット１１を制御するものである。例えば、車両の運転者には背が高いものや低いものがおり、背の高い運転者が運転席に着座する場合には運転者の視点も高い位置となる。このため、投射位置Ｐについてもこれに応じて変更する必要がある。同様に、背の低い運転者の場合には視点が低くなる。このため、投射位置Ｐについても変更する必要がある。ＨＵＤ制御部２２は、視点検出部２１の検出結果に基づき上記のように投射位置Ｐを変更して適切な表示となるように照射ユニット１１を制御する。さらに、ＨＵＤ制御部２２は、投射位置Ｐのみならず、視点検出部２１の検出結果等に基づき後述する第１及び第２表示器１１ａ，１１ｂの表示内容についても制御する。

図３は、図１及び図２に示した照射ユニット１１の詳細を示す構成図である。なお、図３では、説明の便宜上、ウインドシールド４及び視点Ｅ等についても図示するものとする。図３に示すように、照射ユニット１１は、第１表示器（第１照射部）１１ａと、第２表示器（第１２照射部）１１ｂと、反射板１１ｃとを備えている。

第１表示器１１ａ及び第２表示器１１ｂは、運転者に提示する表示情報に対応した照射光を投射するものである。これら表示器１１ａ，１１ｂは、例えば、数字、文字等の表示情報を表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）と、ＬＣＤを発光させるためのＬＥＤ等のバックライトとを備えている。

反射板１１ｃは、表示器１１ａ，１１ｂから投射される照射光をウインドシールド４に向けて反射する部材である。この反射板１１ｃは、傾きが調整可能に支持されており、図示しないモータの駆動力により傾きを調整することができる。この傾き調整により、上記した運転者の視点Ｅの高さに応じた投射位置Ｐを実現することができる。

さらに、本実施形態において第１表示器１１ａは、その配置及び向きから、車両前後方向（運転者の視線Ｌ）に対して略垂直となる平面表示ＰＤを運転者に視認させるための第１照射光を投射するものとして機能する。また、第２表示器１１ｂは、その配置及び向きから、車両前後方向の成分を含んだ奥行き表示ＤＤを運転者に視認させるための第２照射光を投射するものとして機能する。

なお、上記において車両前後方向の成分を含んだ奥行き表示ＤＤとは、少なくとも車両上下方向の成分よりも奥行き方向（車両前後方向）の成分の方が長くされた表示をいう。

さらに、第２表示器１１ｂは、光の投射方向を調整可能な回転軸１１ｄを備えている。図４は、図３に示した回転軸１１ｄを中心に第２表示器１１ｂが回転した状態を示す構成図である。

図４に示すように、第２表示器１１ｂは、回転軸１１ｄを中心に図中時計回りに回転可能となっている。第２表示器１１ｂが回転した場合には、第２表示器１１ｂの一部が第１表示器１１ａの投射領域Ｒに重なることとなる。

この結果、第２表示器１１ｂによる奥行き表示ＤＤの一部が、第１表示器１１ａの平面表示ＰＤ上に重畳することとなる。なお、以下において図３に示す表示状態を通常表示といい、図４に示す表示状態を強調表示という。

図５は、図３に示す表示状態を示す概略正面図である。図６は、図３に示す表示状態を示す概略図であり、（ａ）は視点Ｅがやや右方向に移動した場合を示し、（ｂ）は視点Ｅがやや左方向に移動した場合を示している。

図５に示すように、図３に示す表示状態では平面表示ＰＤの下側に奥行き表示ＤＤが表示された状態となっている。平面表示ＰＤに対して奥行き表示ＤＤが隣接表示されることから、運転者は、奥行き表示ＤＤによって平面表示ＰＤまでの距離感をつかみ易くなっている。

なお、本実施形態において奥行き表示ＤＤは、運転者の視線方向（奥行き方向）に並ぶ複数の帯状画像ＤＤ１〜ＤＤ３によって構成されており、複数の帯状画像ＤＤ１〜ＤＤ３それぞれは台形状をなしている。また、複数の帯状の画像ＤＤ１〜ＤＤ３の横幅については、最も奥側の第１帯状画像ＤＤ１が最も小さくされており、最も手前側の第３帯状画像ＤＤ３が最も大きくされている。このように台形状をなし且つ奥側ほど横幅が小さくなる第１〜第３帯状画像ＤＤ１〜ＤＤ３によって、奥行き（距離感）を表現している。

さらに、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、視点Ｅが左右に移動した場合、第２表示器１１ｂは、この移動に応じた第２照射光を投射する。すなわち、視点検出部２１は、カメラ１５からの画像により運転者の視点の移動を検出する。ＨＵＤ制御部２２は、第２表示器１１ｂを制御し、運転者の視点Ｅの移動方向と同方向に奥行き表示ＤＤが移動するように第２照射光を制御する。このときの奥行き表示ＤＤの移動量は運転者の視点Ｅの移動量に応じたものである。

この際、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、ＨＵＤ制御部２２は、視点検出部２１により検出された運転者の視点と平面表示ＰＤとを結ぶ直線ｌを奥行き表示ＤＤ上に投影した投影直線ｌ’上に、奥行き表示ＤＤの中心位置Ｃ_ＤＤが位置するように、第２表示器１１ｂによる第２照射光を制御する。

より詳細に説明すると、視点検出部２１により検出された運転者の視点Ｅと平面表示ＰＤとの中心線Ｃ_ＰＤ上の特定点ＰＰを結ぶ直線ｌを規定し、この直線ｌを奥行き表示ＤＤ上に投影する（奥行き表示ＤＤの面に対して垂直方向に見て投影する）。ＨＵＤ制御部２２は、この投影された直線ｌ’が奥行き表示ＤＤの中心位置Ｃ_ＤＤを通過するように、第２照射光の内容を制御する。

これにより、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、平面表示ＰＤに対して、奥行き表示ＤＤは視点の変化に応じて移動するため、運転者は視点の変化によってより立体感を得ることとなる。

図７は、図４に示す表示状態を示す概略正面図である。図８は、図４に示す表示状態を示す概略図であり、（ａ）は視点Ｅがやや右方向に移動した場合を示し、（ｂ）は視点Ｅがやや左方向に移動した場合を示している。

図７に示すように、図３に示す表示状態では平面表示ＰＤの下側半分に奥行き表示ＤＤが重なって表示された状態となっている。このように平面表示ＰＤに対して奥行き表示ＤＤが重なって表示される場合には、隣接表示される場合よりも、平面表示ＰＤと奥行き表示ＤＤとの表示位置を比較し易くなり、運転者は、より一層距離感をつかみ易くなる。

さらに、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、ＨＵＤ制御部２２は、上記の投影された直線ｌ’が奥行き表示ＤＤの中心位置Ｃ_ＤＤを通過するように、第２照射光の内容を制御する。よって、視点の変化が有った場合、平面表示ＰＤと奥行き表示ＤＤとの表示位置を比較し易い状態において、固定の平面表示ＰＤに対して奥行き表示ＤＤが変化することとなり、運転者はより一層効果的に立体感を得ることとなる。

ここで、図３に示す通常表示と図４に示す強調表示とのいずれの表示形態とするかについては、選択部２３による選択結果に応じて決定される。選択部２３は、車両環境や運転者の操作等に応じて上記通常表示と強調表示とを選択するものである。ＨＵＤ制御部２２は、選択部２３により強調表示が選択された場合に、第２表示器１１ｂの投射方向を図４に示す状態に調整して平面表示ＰＤ上に奥行き表示ＤＤの一部を重畳させるように第２照射光を投射させることとなる。また、ＨＵＤ制御部２２は、選択部２３により通常表示が選択された場合に、第２表示器１１ｂの投射方向を図３に示す状態に調整して平面表示ＰＤの下側に奥行き表示ＤＤを表示させるように、第２照射光を投射させることとなる。

図９は、本実施形態に係るＨＵＤ装置１０の制御方法を示すフローチャートである。図９に示すように、まず、ＨＵＤ制御部２２は、選択部２３により強調表示が選択されているかを判断する（Ｓ１）。強調表示が選択されていると判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、ＨＵＤ制御部２２は、図４に示す強調位置に第２表示器１１ｂを移動させる（Ｓ２）。これにより、車両運転者には図７及び図８に示す状態で平面表示ＰＤ及び奥行き表示ＤＤが視認される。そして、図９に示す処理は終了する。

一方、強調表示が選択されていないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、すなわち通常表示が選択されていると判断した場合、ＨＵＤ制御部２２は、図３に示す通常位置に第２表示器１１ｂを移動させる（Ｓ３）。これにより、車両運転者には図５及び図６に示す状態で平面表示ＰＤ及び奥行き表示ＤＤが視認される。そして、図９に示す処理は終了する。

このようにして、本実施形態に係るＨＵＤ装置１０によれば、車両前後方向に対して略垂直となる平面表示ＰＤ上に奥行き表示ＤＤの一部を重畳させるため、平面表示ＰＤと奥行き表示ＤＤとの表示位置を比較し易くなる。また、運転者の視点Ｅの移動方向と同方向に奥行き表示ＤＤが移動するように第２表示器１１ｂによる第２照射光を制御するため、運転者の視点が平面表示ＰＤに対して向かって右方向に移動した場合には奥行き表示ＤＤも右方向に移動する。同様に、運転者の視点が平面表示ＰＤに対して向かって左方向に移動した場合には奥行き表示ＤＤも左方向に移動する。このように、奥行き表示ＤＤは、運転者の視点に合わせて移動する。しかも、この移動は、平面表示ＰＤと奥行き表示ＤＤとの表示位置を比較し易い状態、すなわち平面表示ＰＤ上に奥行き表示ＤＤの一部を重畳させた状態で行われるため、運転者は視点の変化によってより効果的に立体感を得ることができる。従って、より運転者に距離感をつかませることができる。

また、平面表示ＰＤ上に奥行き表示ＤＤの一部を重畳させる強調表示と、平面表示ＰＤの周囲に奥行き表示ＤＤを表示させる通常表示とを選択可能とするため、状況や運転者の好み等に応じて強調表示と通常表示とが切り替えられることとなり、利便性を向上させることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。

例えば、本実施形態において第２表示器１１ｂ自体の向きを変更することにより、第２照射光の投射方向を変更するようにしたが、これに限らず、第２表示器１１ｂからの照射光をスクリーンに表示させるようにし、スクリーンの向きを変更することにより、第２照射光の投射方向を変更するようにしてもよい。

加えて、本実施形態では１つの第２表示器１１ｂにより奥行き表示ＤＤを実現していたが、これに限らず、複数の第２表示器１１ｂにより奥行き表示ＤＤを実現してもよい。さらには、第１照射光を透過し第２照射光をスクリーンと同様に反射するハーフミラーを有していてもよい。

２：ハンドル
３：インストルメントパネル
３ａ：開口
４：ウインドシールド
１０：ＨＵＤ装置
１１：照射ユニット
１１ａ：第１表示器（第１照射部）
１１ｂ：第２表示器（第２照射部）
１１ｃ：反射板
１１ｄ：回転軸
１５：カメラ
２０：コントローラ
２１：視点検出部
２２：ＨＵＤ制御部（投射制御部）
２３：選択部
Ｃ_ＤＤ：中心位置
Ｃ_ＰＤ：中心線
ＤＤ：奥行き表示
Ｅ：視点
Ｌ：視線
Ｐ：投射位置
ＰＤ：平面表示
ＰＰ：特定点
Ｒ：投射領域
ｌ：直線
ｌ’ ：投影直線

Claims

照射光を反射部材に投射して車両運転者に情報を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
車両運転者の視点を検出する視点検出部と、
車両前後方向に対して略垂直となる平面表示を当該運転者に視認させるための第１照射光を投射する第１照射部と、
車両前後方向の成分を含んだ奥行き表示を当該運転者に視認させるための第２照射光を投射する第２照射部と、
前記平面表示上に前記奥行き表示の一部を重畳させるように、前記第２照射部による第２照射光を制御すると共に、前記視点検出部により検出された運転者の視点の移動方向と同方向に前記奥行き表示が移動するように、前記第２照射部による第２照射光を制御する投射制御部と、
を備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
前記平面表示上に前記奥行き表示の一部を重畳させる強調表示と、前記平面表示の周囲に前記奥行き表示を表示させる通常表示とを選択可能な選択部をさらに備え、
前記投射制御部は、前記選択部により強調表示が選択された場合に、前記第２照射部の投射方向を調整して前記平面表示上に前記奥行き表示の一部を重畳させるように、第２照射光を投射させ、前記選択部により通常表示が選択された場合に、前記第２照射部の投射方向を調整して前記平面表示の周囲に前記奥行き表示を表示させるように、第２照射光を投射させる
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。