JP2020192838A - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両が旋回しているときに生じる違和感を低減できる車両用ヘッドアップディスプレイを提供する。【解決手段】 車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両情報を虚像Ｖにて表示する。表示手段１１は、表示光Ｌを発する。制御手段１５は、表示手段１１に車両情報を表示させる。制御手段１５は、車両が旋回しているとき、旋回方向を示す方向指示画像Ｇ３を表示手段１１に表示させる。制御手段１５は、ステアリングホイール１８の操舵角が所定値以上のとき、方向指示画像Ｇ３を表示手段１１に表示させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両情報を虚像にて表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

従来より、車両速度，ナビゲーション表示等の車両情報を虚像にて表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かる車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車両前方の実景に重畳させて、車両運転者に虚像を視認させることができる。

特開２０１４−２１３７６３号公報

しかしながら、車両が左旋回または右旋回したときに、虚像が動いているように見えるため、違和感があった。つまり、車両を基準にすれば、虚像の位置は動いていないのであるが、車両が旋回しているとき、車両運転者は道路のカーブに合わせるように視線を動かすので、虚像が動いているように視認されるため、車両運転者にとって違和感があるという問題を有していた。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、車両が旋回しているときに生じる違和感を低減できる車両用ヘッドアップディスプレイを提供するものである。

本発明は、表示光Ｌを発する表示手段１１，２２と、前記表示手段１１，２２に車両情報を表示させる制御手段１５，５９とを備え、前記車両情報を虚像Ｖにて表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００，２００であって、前記制御手段１５，５９は、車両が旋回しているとき、旋回方向を示す方向指示画像Ｇ３，Ｇ４を前記表示手段１１，２２に表示させるものである。

また、本発明は、前記制御手段１５は、ステアリングホイール１８の操舵角が所定値以上のとき、前記方向指示画像Ｇ３を前記表示手段１１に表示させるものである。

また、本発明は、前記制御手段５９は、車両の旋回角速度が所定値以上のとき、前記方向指示画像Ｇ４を前記表示手段２２に表示させるものである。

車両が旋回しているときに生じる違和感を低減することができる。

本発明の第一実施形態を示す側面図。 同上実施形態を示す概観図。 同上実施形態を示す概観図。 同上実施形態を示す画像の説明図。 本発明の第二実施形態を示す断面図。 同上実施形態を示すブロック図。 同上実施形態を示す概観図。 同上実施形態を示す画像の説明図。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態について説明する。図１乃至図４は、第一実施形態を示す図である。

車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は、プロジェクタ１１，平面鏡１２，凹面鏡１３をハウジング１４に収容したものである。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車両のウィンドシールドＦに表示光Ｌを投射する。ウィンドシールドＦに投射された表示光Ｌは、アイポイントＥに反射される。アイポイントＥからは、虚像Ｖが視認される。

平面鏡１２及び凹面鏡１３は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面を形成したものである。プロジェクタ１１から出射した表示光Ｌは、平面鏡１２にて反射され、更に凹面鏡１３にて反射されて、ウィンドシールドＦに投射される。凹面鏡１３の反射面は凹面となっており虚像Ｖを拡大表示するようになっている。ハウジング１４にはプロジェクタ１１，平面鏡１２，凹面鏡１３が収容される。ハウジング１４には表示光Ｌが出射する窓部１４ｂが形成されている。

プロジェクタ１１は、表示制御部１５に接続されており、表示する画像Ｇのデータを表示制御部１５から入力する。表示制御部１５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit），揮発性メモリ，不揮発性メモリを有するマイコンからなるものである。表示制御部１５は、車両内ネットワーク１６に接続されており、表示制御部１５は、車両内ネットワーク１６から車両速度データ等を入力し、プロジェクタ１１に車両速度等を表示させる。操舵角センサ１７は、ステアリングホイール１８の操舵角を検出し、操舵角データを表示制御部１５に出力する。

図４は、プロジェクタ１１が表示する画像Ｇの一例を示すものである。プロジェクタ１１が表示する画像Ｇとしては、車両速度Ｇ１，簡易ナビゲーション表示Ｇ２，方向指示記号Ｇ３を有している。車両速度Ｇ１は、数字と、「ｋｍ／ｈ」という時速単位とで車両速度を表示するものである。

簡易ナビゲーション表示Ｇ２は、曲がるべき交差点までの距離と、その交差点で曲がる方向と、を表示する所謂ターンバイターン表示である。方向指示記号Ｇ３は、ステアリングホイール１８の操舵角に応じて、右向き又は左向きの矢印を表示するものである。方向指示記号Ｇ３は、片側にあごがあるハーフバーブ（half barb）型の矢印である。

表示制御部１５は、ステアリングホイール１８の操舵角が第一の所定値（例えば、９０度）以上になったときは、プロジェクタ１１に方向指示記号Ｇ３を表示させる。表示制御部１５は、ステアリングホイール１８の操舵角が、第一の所定値よりも小さい第二の所定値（例えば７５度）以下になったときは、方向指示記号Ｇ３の表示を止める。

車両が右旋回しているとき、表示される方向指示記号Ｇ３は右向きの矢印であり、車両が左旋回しているとき、表示される方向指示記号Ｇ３は左向きの矢印である。ステアリングホイール１８が中立（即ち、操舵角が０度）のときは、方向指示記号Ｇ３は表示されない。

図５乃至図８は、第二実施形態を示すものである。車両用ヘッドアップディスプレイ装置２００は、車両のウィンドシールドＦに表示光Ｌを投射して、虚像Ｖを表示する。

車両用ヘッドアップディスプレイ装置２００は、液晶表示器２２及び反射器２３をハウジング２４に収容したものである。液晶表示器２２は、液晶表示素子２５，発光素子２６及びケース体２７を有している。液晶表示素子２５は、ＴＦＴ型液晶セル３０の前後面に前側偏光部材３１及び後側偏光部材３２を貼着したものであり、ケース体２７に支持されている。発光素子２６は、例えば白色発光ダイオードからなるものであり、液晶表示素子２５の後方に配置され、液晶表示素子２５を透過照明する。

反射器２３は、反射ミラー３６，保持部材３７及びステッピングモータ３８を有している。反射ミラー３６は、樹脂（例えばポリカーボネート）に金属（例えばアルミニウム）を蒸着させ反射面３６ａを形成したものである。反射面３６ａは凹面となっており虚像を拡大表示するようになっている。反射ミラー３６は保持部材３７に両面粘着テープにより接着されている。保持部材３７は樹脂（例えばＡＢＳ）からなるものであり、歯車部４０及び軸部４１が一体に形成されている。軸部４１はハウジング２４に軸支されている。

ステッピングモータ３８の回動軸には歯車４２が取付けられており、この歯車４２は、保持部材３７の歯車部４０と噛み合わされている。反射ミラー３６は保持部材３７と共に回動可能な状態で支持されており、ステッピングモータ３８により反射ミラー３６を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整することができる。使用者は、図示しない押ボタンスイッチを操作し、表示光Ｌが使用者の目の位置に反射されるように（即ち、虚像を視認できるように）反射ミラー３６の角度位置を調整する。

４４は放熱板であり、この放熱板４４は、発光素子２６の後面に貼着されている。放熱板４４は、アルミニウム（Al）等の金属からなるものであり、平板形状になっている。４５はアルミニウム（Al）等の金属からなる放熱部材であり、この放熱部材４５は、ハウジング２４の開口部２４ａに配設されている。放熱部材４５は、図示しないビスによってフランジ部４５ａでハウジング２４に固定されている。放熱部材４５には、放熱板４４が熱伝導性接着剤によって接着されている。放熱部材４５は、複数の放熱フィン４５ｂを有している。４６はパッキング部材であり、このパッキング部材４６は、放熱部材４５と、ハウジング２４の開口部２４ａの間を塞いで、ハウジング２４の中に塵埃が入ることを防いでいる。

ハウジング２４には液晶表示器２２，反射器２３等が収容される。ハウジング２４には表示光Ｌが出射する窓部２４ｂが形成されており、この窓部２４ｂには透光性カバー４８が配設されている。透光性カバー４８は、透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング２４には遮光壁２４ｃ，２４ｄが設けられている。遮光壁２４ｃは、ハウジング２４の上部から斜めに垂下するように形成されており、太陽光等の外光が液晶表示器２２に入射し虚像が見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。遮光壁２４ｄは、ハウジング２４の下部に立設されている。

５１はフォトダイオード等の外光センサであり、この外光センサ５１は、回路基板５２に搭載されている。回路基板５２に搭載された外光センサ５１は、ハウジング２４の上部から垂下した保持部に固定されている。外光センサ５１は、透光性カバー４８を通過した光を受けるものであり、車両前方の明るさを検出し、後述するマイコンに照度データを出力する。５３は筒状体であり、この筒状体５３は遮光壁２４ｃと一体形成されている。筒状体５３は、略円筒形状になっており、外光センサ５１に入射する光の角度範囲を規制する。

図６は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置２００の電気的構成を示すブロック図である。表示制御部５９は、車両内ネットワーク５８から車両速度データ等を入力する。表示制御部５９は、駆動回路６０を介して、液晶表示素子２５に画像を表示させると共に、駆動回路６４を介して発光素子２６を点灯させる。表示制御部５９は、駆動回路６４を介して、外光センサ５１から入力した照度データに応じて、発光素子２６の発光輝度を調整する。角速度センサ６１は、車両の角速度を検出し、表示制御部５９に角速度データを出力する。角速度センサ６１は、車両が旋回するときの水平方向の角速度を検出するものである。

図８は、液晶表示素子２５が表示する画像Ｇの一例を示すものである。液晶表示素子２５が表示する画像Ｇとしては、車両速度Ｇ１，簡易ナビゲーション表示Ｇ２，方向指示記号Ｇ４が表示された表示例を示すものである。車両速度Ｇ１は、数字と、「ｋｍ／ｈ」という時速単位とで車両速度を表示するものである。簡易ナビゲーション表示Ｇ２は、曲がる交差点までの距離と、交差点で曲がる方向と、を表示する所謂ターンバイターン表示である。

方向指示記号Ｇ３は、角速度センサ６１から出力される角速度データに応じて、右向き又は左向きの矢印を表示するものである。方向指示記号Ｇ４は、両側にあごがあるフルバーブ（full barb）型の矢印である。

表示制御部５９は、角速度データが第一の所定値以上になったときは、方向指示記号Ｇ４を表示させる。表示制御部１５は、角速度データが、第一の所定値よりも小さい第二の所定値以下になったときは、方向指示記号Ｇ４の表示を止める。

例えば、車両が右旋回を始めたときは、車両運転者の視線は道路のカーブに合わせて右に動くため、車両運転者は虚像Ｖが左に動いているように感じる。また、車両運転者が、右旋回を終えるため、ステアリングホイール１８を中立に戻そうとしているときは、虚像Ｖは右に動いているように視認される。

また、車両が左旋回を始めたときは、車両運転者の視線は道路のカーブに合わせて左に動くため、車両運転者は虚像Ｖが右に動いているように感じる。また、車両運転者が、左旋回を終えるため、ステアリングホイール１８を中立に戻そうとしているときは、虚像Ｖは左に動いているように視認される。

第一，第二実施形態によれば、方向指示画像Ｇ３，Ｇ４を虚像にて表示して、車両が旋回しているときに生じる違和感を低減することができる。なお、本発明は、第一，第二本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、表示手段は、例えば、有機ＥＬ表示パネルまたは蛍光表示管であっても良い。

１１ プロジェクタ（表示手段）
１５ 表示制御部（制御手段）
１８ ステアリングホイール
２２ 液晶表示器（表示手段）
５９ 表示制御部（制御手段）
１００ 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
２００ 車両用ヘッドアップディスプレイ装置
Ｌ 表示光
Ｖ 虚像
Ｆ ウィンドシールド
Ｇ３ 方向指示画像
Ｇ４ 方向指示画像

Claims (3)

1. 表示光を発する表示手段と、前記表示手段に車両情報を表示させる制御手段と、を備え、前記車両情報を虚像にて表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
   前記制御手段は、車両が旋回しているとき、旋回方向を示す方向指示画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記制御手段は、ステアリングホイールの操舵角が所定値以上のとき、前記方向指示画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記制御手段は、旋回角速度が所定値以上のとき、前記方向指示画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。

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