JP2020142625A - 車両用表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示画像の表示位置が適正であるか否かを運転者が容易に認識できる車両用表示装置を提供する。【解決手段】車両用表示装置1は、車両100に搭載され、開口部10aを有する筐体10と、筐体10内に設けられ、開口部10aを介して、運転席DSの前方に配置された反射部103に向けて表示画像Sを投影する表示装置20と、車両100における運転者Dの視点位置の変化を示す情報を検出した場合に、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる制御部30と、を含む。【選択図】図2

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。
車両に搭載される車両用表示装置として、例えば、ヘッドアップディスプレイ装置などの表示装置がある。特許文献1には、車両前方の車体又は車体に付加した物体の輪郭線の一部を表示する表示手段と、輪郭線の一部の表示位置を実際の輪郭線に重なるようにドライバーの指令に応じて変更する表示位置変更手段とを備える車両用ヘッドアップ型表示装置に関する技術が開示されている。
特許文献1の車両用ヘッドアップ型表示装置によれば、ドライバーの顔面の高さの変動に伴う表示の効果の低下を防止できる、とされている。
特開平9−265054号公報
ところで、車両用表示装置において、表示画像の表示位置が適正であるか否かを運転者が容易に認識できることが望まれている。
本発明の目的は、表示画像の表示位置が適正であるか否かを運転者が容易に認識できる車両用表示装置を提供することである。
本発明の車両用表示装置は、車両に搭載され、開口部を有する筐体と、前記筐体内に設けられ、前記開口部を介して、運転席の前方に配置された反射部に向けて表示画像を投影する表示装置と、前記車両における運転者の視点位置の変化を示す情報を検出した場合に、前記表示装置において前記表示画像を表示する最大範囲を示す範囲表示を表示させる制御部と、を含む。
本発明に係る車両用表示装置は、車両における運転者の視点位置の変化を示す情報を検出した場合に、制御部が、表示装置において表示画像を表示する最大範囲を示す範囲表示を表示させる。本発明に係る車両用表示装置によれば、表示画像の表示位置が適正であるか否かを運転者が容易に認識できるという効果を奏する。
図1は、実施形態に係る車両用表示装置の概略構成図である。 図2は、車室内から見た表示画像を示す図である。 図3は、実施形態の表示画像を示す平面図である。 図4は、実施形態の表示画像を示す平面図である。 図5は、実施形態の変形例における表示画像を示す平面図である。 図6は、実施形態の変形例における表示画像を示す平面図である。
以下に、本発明の実施形態に係る車両用表示装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
[実施形態]
図1から図4を参照して、実施形態について説明する。実施形態は、車両用表示装置に関する。図1は、実施形態に係る車両用表示装置の概略構成図である。図2は、車室内から見た表示画像を示す図である。図3は、実施形態の表示画像を示す平面図である。図4は、実施形態の表示画像を示す平面図である。
以下の説明において、図1に示す「前後方向」は、車両用表示装置1が搭載された車両100の前後方向であり、「上下方向」は、車両用表示装置1が搭載された車両100の上下方向である。「幅方向」は、車両用表示装置1が搭載された車両100の車幅方向である。
図1に示すように、実施形態に係る車両用表示装置1は、自動車などの車両100に搭載される。実施形態の車両用表示装置1は、ヘッドアップディスプレイ装置である。車両用表示装置1は、車両100のダッシュボード102の内側に配置される。車両用表示装置1は、車両100における反射部103の反射面103sに向けて表示画像Sを表示光として投射する。
実施形態において、反射部103は、ウインドシールドである。実施形態の反射部103は、車両における運転者Dの前方に配置されている。反射部103の反射面103sには、入射する光の一部を反射し、入射する光の他の一部を透過させる半透過性のコーティングなどがなされていてもよい。反射面103sに投射された表示光は、反射面103sから車両100に搭乗した運転者Dの視点位置EPに反射されることで、運転者Dに表示画像Sの虚像として視認される。
実施形態に係る車両用表示装置1は、筐体10、表示装置20、および制御部30を含む。
筐体10は、例えば、合成樹脂材料などを用いて箱状に成形された部材である。筐体10は、筐体10で囲まれた収容空間と筐体10の外部空間とを連通する開口部10aを有する。実施形態の車両用表示装置1は、開口部10aを介して、反射部103に向けて表示画像Sを投影する。
表示装置20は、筐体10内(筐体10の収容空間)に設けられている。表示装置20は、表示器21および反射部材22を含んで構成されている。実施形態の表示器21は、光源と液晶表示部とを含んで構成されている。表示器21は、光源からの光を透過させて表示光として投射する。光源としては、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などを用いることができる。光源は、車両100に搭載された電源から電力が供給されることで点灯する。また、液晶表示部は、光透過型のTFT液晶(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display)などから構成される。
表示器21は、例えば、車両情報を示す表示画像Sを表示光として投射する。車両情報は、車両の速度、走行用動力源の出力回転数、積算走行距離、冷却水温、燃料残量、バッテリ蓄電量、各種の警告灯、シフトポジション、方向指示方向、ナビゲーション情報などに加え、目視位置EPからウインドシールド(反射部103)越しに目視される背景に重畳させて表示する種々の記号、図形などを含んでいてもよい。
反射部材22は、表示光を反射部103の反射面103sに向けて反射させる部材である。表示器21から投射された表示光は、筐体10の収容空間において、反射部材22によって反射され、開口部10aを介して反射部103の反射面103sに到達する。反射面103sに到達した表示光の少なくとも一部は、反射面103sによって、運転者Dの視点位置EPに向けて反射される。実施形態の反射部材22は、液晶表示部から投射された表示光を拡大させて反射する拡大ミラーである。反射部材22としては、例えば、非球面(自由曲面)ミラーを用いることができる。この構成により、車両用表示装置1は、車両情報を示す表示画像Sを反射部103に投影する。なお、実施形態では、車両用表示装置1は、表示画像Sとして、数字「188」を表示している。
制御部30は、表示装置20を制御する制御装置である。制御部30は、表示器21と電気的に接続されている。実施形態の制御部30は、筐体10の外に設けられている。なお、制御部30は、筐体10の収容空間に収容されていてもよい。
実施形態に係る車両用表示装置1には、表示器21に対して反射部材22の傾斜角度を変化させる駆動部22aが設けられている。反射部材22は、駆動部22aを介して筐体10に固定されている。反射面103sにおける表示光の到達位置は、表示器21に対する反射部材22の傾斜角度に対応している。駆動部22aによって、表示器21に対する反射部材22の傾斜角度を変化させることで、反射面103sにおける表示光の到達位置を変化させることができる。つまり、反射部材22の傾斜角度を変化させることで、表示画像Sの表示位置(反射部103における表示画像Sの投影位置)を変化させることができる。
ここで、運転者Dの視点位置EPと表示画像Sの表示位置との関係によっては、反射部103に投影された表示画像Sを運転者Dが適正に視認できない場合がある。例えば、反射部103に投影された表示画像Sを適正に視認できる視点位置の範囲よりも運転者Dの視点位置EPが下側に位置する場合、最大範囲RMの上側部分に投影される表示画像Sは、視認できなくなる(図3参照)。これは、筐体10の収容空間において、最大範囲RMの上側部分に対応する表示光が反射部材22によって開口部10aの範囲外に反射され、筐体10の内側に当たるためである。つまり、最大範囲RMの上側部分に対応する光が筐体10によって遮断され、運転者Dの視点位置EPまで届かないためである。
この場合、例えば、上記の駆動部22aなどによって、表示光が開口部10aおよび反射部103を介して運転者Dの視点位置EPまで適正に届くように調節することができる。しかし、表示器21は、最大範囲RMに表示画像Sを常時表示しているわけではないため、運転者Dが、表示画像Sの一部が視認できなくなっていることに気が付かない場合がある。例えば、図3に示す表示位置で、表示画像Sが最大範囲RMの下側にのみ表示されている場合、運転者Dは、最大範囲RMのうちの上側に表示される表示画像Sが視認できなくなっていることに気が付きにくい。つまり、運転者Dが、表示画像Sの表示位置が適正であるか否かを認識しにくくなっている。ここで、「表示画像Sの表示位置が適正」とは、表示画像Sの表示位置が、視点位置EPから最大範囲RM全体にわたって表示画像Sを視認可能な位置にあることを指す。
実施形態においては、制御部30が、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。制御部30は、車両100における運転者Dの視点位置EPの変化を示す情報を検出した場合に、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。
実施形態において、車両100における運転者Dの視点位置EPの変化を示す情報は、運転席DSのシートポジションの変化である。実施形態の制御部30は、運転席DSのシートポジションを取得する。制御部30は、例えば、運転者Dが運転席DSのシートポジションを変化させたとき、運転席DSのシートポジションの変化を検出する。図2に示すように、運転席DSの前方の反射部103には、車両用表示装置1によって、表示画像Sが投影されている。制御部30は、運転席DSのシートポジションの変化を検出した場合、表示装置20における表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。
実施形態において、表示画像Sを表示する最大範囲RMとは、表示器21の液晶表示部における表示画像Sを表示可能な表示可能領域の全範囲である。制御部30は、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを運転者Dが認識可能なように範囲表示RDを表示装置20に表示させる。範囲表示RDは、最大範囲RMの縁に沿った枠状の表示である。実施形態では、範囲表示RDは、最大範囲RMの四隅に配置され、最大範囲RMを囲む鉤括弧状の枠表示である。つまり、範囲表示RDは、最大範囲RMの四隅の角部に沿った4つのL字状部分から構成される枠表示である。なお、範囲表示RDは、最大範囲RMの縁に沿った矩形枠状の枠表示であってもよい。また、範囲表示RDは、開口部10aの形状と対応する形状の枠表示であってもよい。例えば、開口部10aが円形状の開口である場合、範囲表示RDは、円形状の枠表示であってもよい。
例えば、運転者Dが運転席DSのシートポジションを変更した結果、運転者Dの視点位置EPが、反射部103に投影された表示画像Sを視認できる適正位置の範囲よりも上側に位置することがある。この場合、反射部材22によって視点位置EPに向けて反射される表示画像Sの表示光が開口部10aの開口領域RH内に納まらず、図3に示すように、範囲表示RDの上側部分(四隅の配置された鉤括弧のうち上側に配置された二つの鉤括弧)が運転者Dの視点位置EPから視認できなくなる。範囲表示RDによって、運転者Dは、現在の表示位置で最大範囲RM全体にわたって表示画像Sを適正に視認できるか否かを目視により認識することができる。
また、運転者Dが、車両用表示装置1に対して、表示画像Sの表示位置を変更する操作入力をする場合、制御部30は、その操作入力を運転者Dの視点位置の変化を示す情報として検出する。したがって、運転者Dは、範囲表示RDが表示された状態で、表示画像Sの表示位置の変更を行うことができる。運転者Dは、範囲表示RDの全体が視認可能なように表示画像Sの表示位置を変更することで、範囲表示RDが無い場合よりも容易に表示画像Sの表示位置を適正な位置に調節することができる。つまり、運転者Dは、反射部材22によって反射される表示画像Sの表示光を開口部10aの開口領域RH内に納まるように調節することができる。運転者Dは、範囲表示RDを基準に表示画像Sの表示位置を調節することで、図4に示すように、表示画像Sが表示される最大範囲RMを容易に開口領域RH内に納めることができる。最大範囲RMを開口領域RH内に納めることで、運転者Dが最大範囲RM全体にわたって表示画像Sを視認できるようになる。
また、図2に示すように、車両100には、車両の後方の状況を映すミラー装置104が設けられている。ミラー装置104は、ルームミラー104aおよびサイドミラー104bを含む。ルームミラー104aは、ウインドシールド(反射部103)における車両の上側の縁部のうちの車両100の幅方向における中央に設けられている。図1に示すように、ルームミラー104aは、運転者Dの前方であって運転者Dに対して上側に配置されている。また、図2に示すように、サイドミラー104bは、車両100に2つ設けられており、車両100の両側のサイドドアに1つずつ配置されている。2つのサイドミラー104bは、運転者Dが前方を向いた状態で視認可能な位置に配置される。
実施形態の制御部30は、ミラー装置104の傾きの変化を視点位置EPの変化を示す情報として検出することもできる。例えば、運転者Dがミラー装置104の傾きを変化させた場合、制御部30は、ミラー装置104の傾きの変化を検出し、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。例えば、運転者Dが自身の視点位置EPに合わせてミラー装置104の傾きを調節する際に、車両用表示装置1による表示画像Sの表示位置が当該運転者Dの視点位置から適正に視認できるかを確認できる。
また、視点位置EPは、車両100に搭乗する運転者Dの座高に起因して変化する場合がある。例えば、運転者Dと、運転者Dが搭乗する前に車両100に搭乗していた運転者との間で座高に違いがある場合、運転者Dは、車両用表示装置1の電源をオンする前に、運転席DSのシートポジションやミラー装置104の傾きなどを調節する場合がある。
実施形態の制御部30は、運転席DSのシートポジションおよびミラー装置104の傾きの少なくとも何れか一方を記憶する記憶部30a(図1参照)を有する。例えば、記憶部30aが運転席DSのシートポジションを記憶する場合、制御部30は、車両用表示装置1の電源がオフされる際に、その時点の運転席DSのシートポジションを記憶部30aに記憶させる。そして、車両用表示装置1の電源が再びオンされた際に、制御部30は、そのときの運転席DSのシートポジションを取得する。そして、制御部30は、取得した運転席DSのシートポジションと、記憶部30aに記憶されている運転席DSのシートポジションと、を比較する。制御部30は、車両用表示装置1の電源がオンされた際に、制御部30が取得した運転席DSのシートポジションと、記憶部30aに記憶された運転席DSのシートポジションとが異なる場合、その情報を視点位置EPの変化を示す情報として検出する。そして、制御部30は、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。
また、例えば、記憶部30aがミラー装置104の傾きを記憶する場合、制御部30は、車両用表示装置1の電源がオフされる際に、その時点のミラー装置104の傾きを記憶部30aに記憶させる。そして、車両用表示装置1の電源が再びオンされた際に、制御部30は、そのときのミラー装置104の傾きを取得する。そして、制御部30は、取得したミラー装置104の傾きと、記憶部30aに記憶されたミラー装置104の傾きと、を比較する。制御部30は、車両用表示装置1の電源がオンされた際に、制御部30が取得したミラー装置104の傾きと、記憶部30aに記憶されたミラー装置104の傾きとが異なる場合、その情報を視点位置EPの変化を示す情報として検出する。そして、制御部30は、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。
また、実施形態の制御部30は、運転席DSに対するシートポジションを調節する入力操作を運転者Dの視点位置の変化を示す情報として検出することもできる。例えば、制御部30は、運転者Dが運転席DSに取り付けられたシートポジションの調節ボタンを押す入力操作を運転者Dの視点位置の変化を示す情報として検出する。そして、制御部30は、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。
制御部30は、例えば、視点位置EPの変化を示す情報を、配索材を介した有線通信や無線通信などによって取得する。
また、制御部30は、車両100内に設けられた撮像装置によって、運転者Dの視点位置EPを取得してもよい。例えば、撮像装置は、車両100のルーフ部分に取り付けられ、運転席DSの前方に配置される。撮像装置としては、CCD(Charge-Coupled Device)型のイメージセンサ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサなどの撮像素子を有するデジタルカメラを用いることができる。撮像素子は、撮像された映像を撮像情報に光電変換する。この撮像情報は、無線通信または有線通信によって制御部30に送信される。
この場合、記憶部30aは、車両用表示装置1の電源がオフされる際に、制御部30が撮像装置から取得した運転者Dの視点位置EPを記憶する。そして、制御部30は、車両用表示装置1の電源がオンされた際に、車両100に搭乗している運転者Dの視点位置EPを撮像装置から取得する。制御部30は、車両用表示装置1の電源がオンされた際に、制御部30が取得した運転者Dの視点位置EPと、記憶部30aに記憶された運転者Dの視点位置とが異なる場合、その情報を視点位置EPの変化を示す情報として検出する。そして、制御部30は、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。
以上説明したように、実施形態に係る車両用表示装置1は、車両100に搭載され、開口部10aを有する筐体10と、筐体10内に設けられ、開口部10aを介して、運転席DSの前方に配置された反射部103に向けて表示画像Sを投影する表示装置20と、車両100における運転者Dの視点位置EPの変化を示す情報を検出した場合に、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる制御部30と、を含む。
車両用表示装置1において、表示画像Sは、最大範囲にわたって常時表示されているわけではないため、運転者Dは、最大範囲RMのうち表示画像Sが表示されていない部分を自身の視点位置EPから視認可能であるか否かを認識することが困難な場合がある。実施形態に係る車両用表示装置1においては、車両100における運転者Dの視点位置EPの変化を示す情報を検出した場合に、制御部30が、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させる。運転者Dは、範囲表示RDによって、表示画像Sの表示位置が適正であるか否かを容易に認識できる。
また、実施形態に係る車両用表示装置1において、範囲表示RDは、最大範囲RMの縁に沿った枠状の表示である。範囲表示RDを最大範囲RMの縁に沿った枠状の表示とすることで、運転者Dは、表示画像Sの上下左右の表示位置が適正であるか否かを認識することができる。
また、実施形態に係る車両用表示装置1において、視点位置EPの変化を示す情報は、運転席DSのシートポジションの変化である。例えば、運転者Dによる運転席DSのシートポジションの変更に伴い、運転者Dの視点位置EPも変化する。制御部30が、視点位置EPの変化を示す情報として、運転席DSのシートポジションの変化を検出し、表示装置20に範囲表示RDを表示させることで、運転者Dは、変化後の視点位置EPに対して、表示画像Sの表示位置が適正であるか否かを容易に認識できる。
また、実施形態に係る車両用表示装置1において、視点位置EPの変化を示す情報は、車両100の後方の状況を映すミラー装置104の傾きの変化である。例えば、運転者Dがミラー装置104の傾きを変化させた場合、当該運転者Dの視点位置EPは、ミラー装置104の傾きを変化させる前に車両100を運転していた別の運転者Dの視点位置EPと異なる場合がある。この場合、運転者Dの視点位置EPに対して、表示画像Sの表示位置が適正でない場合がある。制御部30が、視点位置EPの変化を示す情報として、ミラー装置104の傾きの変化を検出し、表示装置20に範囲表示RDを表示させることで、運転者Dは、視点位置EPに対して表示画像Sの表示位置が適正であるか否かを容易に認識できる。
また、実施形態に係る車両用表示装置1において、視点位置EPの変化を示す情報は、表示画像Sの表示位置を変更する運転者Dの操作入力である。運転者Dが車両用表示装置1に対して、表示画像Sの表示位置を変更する操作入力を行う際に、制御部30が表示装置20に範囲表示RDを表示させることにより、運転者Dは、範囲表示RDが無い場合よりも容易に表示画像Sの表示位置を調節することができる。運転者Dは、範囲表示RDの全体が視認できるように調節することで、表示画像Sの表示位置を適正な位置に合わせることができる。
[実施形態の変形例]
図5および図6を参照して、実施形態の変形例について説明する。実施形態の変形例については、上記の実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図5は、実施形態の変形例における表示画像を示す平面図である。図6は、実施形態の変形例における表示画像を示す平面図である。図5は、上記の実施形態における図3に対応する平面図である。図6は、上記の実施形態における図4に対応する平面図である。
変形例に係る車両用表示装置1において、上記の実施形態に係る車両用表示装置1と異なる点は、範囲表示RDが、表示画像Sの最大範囲RMにおける上側の縁部と下側の縁部に表示される点である。その他の構成は、上記の実施形態に係る車両用表示装置1と同様である。範囲表示RDは、二本のライン状の表示によって構成されている。範囲表示RDを構成する二本のライン状の表示のうち、一方の表示は、最大範囲RMの上側の縁に沿うように配置され、他方の表示は、最大範囲RMの下側の縁に沿うように配置される。
視点位置EPは、例えば、車両100に搭乗した運転者Dの座高に起因して変化する。運転者Dの視点位置EPは、車両100の幅方向で変化する場合よりも、車両100の上下方向で変化する場合の方が多い。変形例における範囲表示RDは、表示画像Sの最大範囲RMにおける上側の縁部と下側の縁部に表示される。変形例の範囲表示RDによって、運転者Dは、表示画像Sの上下方向における表示位置が適正であるか否かを認識することができる。
図5に示すように、例えば、反射部103に投影された表示画像Sを適正に視認できる視点位置の範囲よりも運転者Dの視点位置EPが上側に位置する場合、最大範囲RMの上側部分に投影される表示画像Sは、視認できなくなる。そして、運転者Dが車両用表示装置1に対して、表示画像Sの表示位置を変更する操作入力をする場合、制御部30が、表示装置20において表示画像Sを表示する最大範囲RMを示す範囲表示RDを表示させることで、運転者Dは、範囲表示RDが無い場合よりも表示画像Sの表示位置を視点位置EPに対して適正な位置に容易に調整することができる。運転者Dは、表示画像Sの表示位置を視点位置EPから範囲表示RDの全体を視認できる位置に調節することで、運転者Dは、図6に示すように、最大領域RMの全体にわたって表示画像Sを視認できるようになる。
上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
1 車両用表示装置
10 筐体
20 表示装置
21 表示器
22 反射部材
22a 駆動部
30 制御部
100 車両
102 ダッシュボード
103 反射部
104 ミラー装置
D 運転者
EP 視点位置
DS 運転席
RD 範囲表示
RM 最大範囲

Claims (5)

  1. 車両に搭載され、開口部を有する筐体と、
    前記筐体内に設けられ、前記開口部を介して、運転席の前方に配置された反射部に向けて表示画像を投影する表示装置と、
    前記車両における運転者の視点位置の変化を示す情報を検出した場合に、前記表示装置において前記表示画像を表示する最大範囲を示す範囲表示を表示させる制御部と、
    を備えることを特徴とする車両用表示装置。
  2. 前記範囲表示は、前記最大範囲の縁に沿った枠状の表示である
    請求項1に記載の車両用表示装置。
  3. 前記視点位置の変化を示す情報は、前記運転席のシートポジションの変化である
    請求項1または2に記載の車両用表示装置。
  4. 前記視点位置の変化を示す情報は、前記車両の後方の状況を映すミラー装置の傾きの変化である
    請求項1から3の何れか1項に記載の車両用表示装置。
  5. 前記視点位置の変化を示す情報は、前記表示画像の表示位置を変更する前記運転者の操作入力である
    請求項1から4の何れか1項に記載の車両用表示装置。
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