JP2021160681A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両に搭載されるものにおいて、環境が変化する状況下にあっても、搭乗者にとって常に画面の良好な視認性を確保する。【解決手段】車両用表示装置（５、６）は、車両（１）の車室（２）内に設けられ画面（１１）に表示を行うものであって、前記画面の角度を調整する角度調整機構（１２）と、前記車室内に入射する外光を検知する外光検知部（１６）と、前記車室内の搭乗者を検知する搭乗者検知部（９）と、前記外光検知部及び搭乗者検知部の検知に基づき、前記車室内に入射した外光が前記画面で反射し、その反射光が前記搭乗者に当たるかどうかを判定する判定部（１４）と、前記判定部により反射光が前記搭乗者に当たると判定されたときに、前記角度調整機構により前記画面の角度を変更する画面角度制御部（１５）とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車等の車両の車室内に設けられ画面に表示を行う車両用表示装置に関する。

自動車においては、インストルメントパネルの中央部にセンターディスプレイと称される表示装置を備えるものがある。この表示装置は、大型の表示画面を有し、その画面に、カーナビ用の地図画面、テレビやビデオの画面、カーエアコンやカーオーディオ等の車載機器の操作画面、各種の設定画面やメッセージ画面などが表示される。ところで、自動車の車室内に入射する日光や、夜間における他車のヘッドライトや街灯などの外光が、表示装置の画面に直接的に照射され、画面で反射した反射光が運転者に当たるといったケースがある。この場合、運転者にとって画面表示が見にくくなったり、反射光がまぶしく感じたりする問題がある。そこで、例えば特許文献１では、車両用表示装置の表示器の表面に、モスアイフィルムからなる低反射処理層を設けることが提案されている。

特開２０１９−１９６０９４号公報

しかし、上記のように、表示画面に低反射処理層を施した場合でも、反射率がゼロにはならず、例えば０．５〜２％程度の反射が発生する。例えば午後３時ごろの外光照度が約３５０００ｌｘの環境下においては、表示画面での反射が生じた場合、反射輝度は約２００ｃｄ／ｍ2 程度となり、表示装置自体の輝度数百ｃｄ／ｍ2 に対し、画面の視認が困難な状況となってしまう。また、環境や時刻の変化に伴い、外光の照射量や方向は刻々と変化し、搭乗者に対して表示画面の良好な視認性を常時提供することが要望される。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、車両に搭載されるものにおいて、環境が変化する状況下にあっても、搭乗者にとって常に画面の良好な視認性を確保することができる車両用表示装置を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の車両用表示装置は、車両（１）の車室（２）内に設けられ画面（１１）に表示を行う表示装置（５、６）であって、前記画面の角度を調整する角度調整機構（１２）と、前記車室内に入射する外光を検知する外光検知部（１６）と、前記車室内の搭乗者を検知する搭乗者検知部（９）と、前記外光検知部及び搭乗者検知部の検知に基づき、前記車室内に入射した外光が前記画面で反射し、その反射光が前記搭乗者に当たるかどうかを判定する判定部（１４）と、前記判定部により反射光が前記搭乗者に当たると判定されたときに、前記角度調整機構により前記画面の角度を変更する画面角度制御部（１５）とを備えている。

これによれば、外光検知部により、車室内に入射する外光が検知されると共に、搭乗者検知部により、車室内の搭乗者が検知される。それら外光検知部及び搭乗者検知部の検知に基づき、判定部により、車室内に入射した外光が画面で反射し、その反射光が搭乗者に当たるかどうかが判定される。そして、判定部により反射光が搭乗者に当たると判定された場合には、画面角度制御部は、角度調整機構により画面の角度を変更させる。

このように画面の角度が変更されることによって、画面からの反射光が、搭乗者に向かないようにすることができる。このとき、刻一刻と変化する環境や時刻などに応じて、常に画面の良好な視認性が得られる角度となるように調整することが可能となる。この結果、車両に搭載されるものにおいて、環境が変化する状況下にあっても、搭乗者にとって常に画面の良好な視認性を確保することができるという効果を得ることができる。

一実施形態を示すもので、自動車のインストルメントパネル部分の斜視図 車外カメラの配置の様子を示す平面図 ディスプレイユニット及び角度調整機構部分を概略的に示す側面図 電気的構成を示すブロック図 画面の角度変更の処理手順を示すフローチャート 反射光が運転者に当たる様子を示す平面図 角度変更後の様子を示す平面図 画面の角度変更の様子を示す要部の平面図

以下、例えば自動車のインストルメントパネル部分に組込まれる、車両用表示装置としてのメータディスプレイ及びセンターディスプレイに適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図２、図７、図８は、自動車からなる車両１を上方から見た様子を示しており、図１は、車両１の車室２内から前部のインストルメントパネル３部分を見た様子を示している。図１に示すように、インストルメントパネル３は、車室２内の前部に左右に延びて設けられ、そのうち右側即ち運転席の前部に位置して、ステアリングホイール４が設けられていると共に、本実施形態に係る車両用表示装置としてのメータディスプレイ５が設けられている。

そして、インストルメントパネル３の中央部には、本実施形態に係る車両用表示装置としてのセンターディスプレイ６が設けられている。また本実施形態では、図４にも示すように、前記メータディスプレイ５部分には、車室内カメラとしての、運転者を撮影する運転者カメラ７が設けられ、前記センターディスプレイ６部分には、車室内カメラとしての、車室２内全体を撮影する車室内カメラ８が設けられている。後述するように、これら運転者カメラ７及び車室内カメラ８の撮影画像情報は、図示しない画像処理部により処理されて搭乗者が検知され、搭乗者検知部９としての機能が実現されるようになっている。

ここで、車両用表示装置としての前記メータディスプレイ５及びセンターディスプレイ６の構成について、図３、図４も参照して述べる。尚、これら車両用表示装置をまとめて言う場合には、ディスプレイ５、６と称する。これらディスプレイ５、６は、形状や表示内容等は異なるが、ほぼ同様の構成を備えている。従って、センターディスプレイ６を代表させて説明する。図３、図４に示すように、センターディスプレイ６は、ディスプレイユニット１０と、ディスプレイユニット１０の画面１１の角度を調整する角度調整機構１２と、角度調整機構１２を制御する制御装置１３とを備える。

詳しい図示は省略するが、そのうちディスプレイユニット１０は、薄型矩形箱状をなすフレーム部内に、平面的な画面１１を有する液晶パネルやタッチスイッチ、液晶パネルを背後から照明するバックライト、回路基板等を組込んで構成されている。前記回路基板には、タッチスイッチの信号を処理するタッチ操作検出部、前記液晶パネルの画面１１の表示を行う表示制御部、前記バックライトを制御するバックライト制御部などの周知構成を備えた回路が設けられている。ディスプレイユニット１０は、インストルメントパネル３の取付部に対し、取付け角度つまり画面１１の角度の調整が可能に設けられている。

尚、前記センターディスプレイ６の画面１１には、カーナビゲーション用の地図表示画面、テレビやビデオの画面、車載カメラのモニタ画面、カーエアコンやカーオーディオ等の車載機器の操作画面、各種の設定画面やメッセージ画面などが表示される。また、メータディスプレイ５の画面１１には、スピードメータ、エンジン回転数を示すタコメータ、ハイブリッド自動車におけるエネルギーフロー画面、燃料計、水温計、外気温計、距離計、時計、シフトポジション表示、シートベルトやドア等の各種警告表示といった各種の情報が表示される。

前記角度調整機構１２は、インストルメントパネル３の取付部に対するディスプレイユニット１０の配置角度を、例えば、車両１の前後方向に延びる軸を基準として、３軸方向について調整が可能に構成されている。詳しく図示はしないが、角度調整機構１２は、例えば複数のモータを駆動源として、ディスプレイユニット１０の画面１１を、上下方向に延びる縦軸に対して左右方向に回動させる機構、左右方向に延びる横軸に対して上下方向即ちチルト方向に回動させる機構、面方向に沿って回転させる機構等を備えている。前記制御装置１３には、角度調整機構１２における現在のディスプレイユニット１０の画面１１の角度情報が与えられるようになっている。

前記制御装置１３は、コンピュータを主体として構成され、図４に示すように、主としてそのソフトウエア的構成により、判定部１４及び画面角度制御部１５としての機能を実現する。このとき、図４に示すように、制御装置１３には、前記搭乗者検知部９による搭乗者検知情報が入力されると共に、外光検知部１６による外光検知情報が入力される。そのうち搭乗者検知部９は、上記したように、運転者カメラ７及び車室内カメラ８の撮影画像情報に基づいて、車室２内の全ての搭乗者即ち運転者及び他の乗員についての、車室２内における位置、顔や目の高さ位置、顔の向き等を検知し、搭乗者検知情報として制御装置１３に出力する。

前記外光検知部１７は、本実施形態では、４個の車外カメラ１７〜２０、及びＧＰＳ受信機２１を含んで構成される。この場合、図２に示すように、前記車外カメラ１７〜２０は、車両１の車体の前部、後部、左部、右部にそれぞれ設けられており、車両１の周囲全体の画像を撮影できるようになっている。これら車外カメラ１７〜２０の撮影画像情報は、図示しない画像処理部により処理されて、車室２内に入射する外光、つまり日光や、夜間における他車のヘッドライト、街灯等が検知される。そして、外光の位置や車室２内に対する入射方向等の外光検知情報を、前記制御装置１３に出力する。

前記ＧＰＳ受信機２１は、周知のように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、そのＧＰＳ情報に基づいて、車両１の位置、走行方向の情報、時刻情報を求めると共に、予め与えられている現在の日時における太陽の位置の情報から、車室２内に日光が入射するかどうかを算出する。そして、算出された車室２内に対する外光の入射方向等の算出情報を、前記制御装置１３に向けて出力する。尚、周知のように、前記車外カメラ１７〜２０の撮影画像情報、前記運転者カメラ７及び車室内カメラ８の撮影画像情報は、運転支援システムに利用される。また、前記ＧＰＳ受信機２１の受信したＧＰＳ情報は、ナビゲーションシステムに利用される。

さて、前記制御装置１３には、搭乗者検知部９から搭乗者検知情報が入力されると共に、外光検知部１６から、車外カメラ１７〜２０による外光検知情報、並びに、ＧＰＳ受信機２１による算出情報が入力される。次の作用説明でも述べるように、制御装置１３の判定部１４は、入力された情報に基づいて、車室２内に入射した外光が、センターディスプレイ６及びメータディスプレイ５の画面１１で反射し、その反射光が搭乗者の顔部分に当たるかどうかを判定する。

そして、前記画面角度制御部１５は、前記判定部１４によりいずれかの反射光がいずれかの搭乗者の顔に当たると判定されたときに、前記角度調整機構１２に指令信号を与えて、該当するディスプレイ５、６の画面１１の角度を、反射光が搭乗者の顔に当たらない角度に変更する。このとき本実施形態では、図８に示すように、画面角度制御部１５は、搭乗者の顔と画面１１の中心点Ｐとを結ぶ線Ｒと、中心点Ｐを通り該画面１１に垂直な法線Ｎとのなす角度θが、より小さくなる方向即ち矢印Ａ方向に画面１１の角度を変更するようになっている。

次に、上記構成の作用について、図５〜図８も参照して説明する。図５のフローチャートは、前記制御装置１３が実行する、ディスプレイ５、６の画面１１の角度変更に関する処理手順を示している。尚、この処理は、例えば車両１の走行時又はＡＣＣオン時に常に繰り返し実行される。まず、ステップＳ１では、外光検知部１６から外光検知情報及び算出情報が取得される。次のステップＳ２では、取得した情報に基づいて車室２内に入射する外光の方向が求められる。ここでは、センターディスプレイ６及びメータディスプレイ５の夫々について、ディスプレイユニット１０の画面１１に外光が入射するかどうかや、入射する場合の入射角が演算により求められる。

また、それらステップＳ１、Ｓ２と並行して、ステップＳ３にて、搭乗者検知部９から搭乗者検知情報が取得され、ステップＳ４にて、取得した搭乗者検知情報に基づいて、全ての搭乗者の顔の位置、特に目の部分の位置が演算により求められる。ステップＳ５では、ステップＳ３の結果から、ディスプレイ５、６の画面１１を反射する反射光の向く方向が演算により求められる。そして、ステップＳ６では、ステップＳ４及びステップＳ５の結果から、いずれかの搭乗者の顔に反射光が当たるかどうかが判断される。

搭乗者の顔に反射光が当たることがないと判断された場合には（ステップＳ６にてＮｏ）、スタートに戻ってステップＳ１、Ｓ３からの処理が繰り返される。これに対し、搭乗者の顔に反射光が当たると判断された場合には（ステップＳ６にてＹｅｓ）、ステップＳ７にて、角度調整機構１２に指示が与えられ、当該ディスプレイ５、６の画面１１の角度が変更される。図８に示すように、この時の角度変更は、搭乗者の顔と画面１１の中心点Ｐとを結ぶ線Ｒと、中心点Ｐを通り該画面１１に垂直な法線Ｎとのなす角度θが、より小さくなる方向即ち矢印Ａ方向に行われる。角度の変更後は、やはりステップＳ１、Ｓ３からの処理が繰り返される。

ここで、図６〜図８は、センターディスプレイ６において外光が反射する場合の具体例を示す。例えば、午後３時ごろに車両１が北向きに走行し、南西方向に太陽がある場合に、太陽光が外光として車室２内にやや斜め後方から入射する様子を示している。図６及び図８は、その入射光Ｉがセンターディスプレイ６の画面１１で全反射し、その反射光Ｒが搭乗者としての運転者Ｄの目の部分に当たる様子を模式的に示している。図６に示すように、センターディスプレイ６の画面１１で反射した反射光Ｒが運転者Ｄの目の部分に当たる場合には、例えば図７に示すように、画面１１の角度が変更されることにより、反射光Ｒ´の方向が右外側寄りに変わり、運転者Ｄの顔から外れるようになる。

このように本実施形態によれば、外光検知部１６により、車室２内に入射する外光が検知されると共に、搭乗者検知部９により、車室２内の搭乗者が検知される。それら外光検知部１６及び搭乗者検知部９の検知に基づき、判定部１４により、車室２内に入射した外光がディスプレイ５、６の画面１１で反射し、その反射光が搭乗者に当たるかどうかが判定される。そして、判定部１４により反射光が搭乗者に当たると判定された場合には、画面角度制御部１５は、角度調整機構１２によりディスプレイ５、６の画面１１の角度を変更させる。

上記のようにディスプレイ５、６の画面１１の角度が変更されることによって、画面１１からの反射光が、搭乗者に向かないようにすることができ、画面１１の良好な視認性が得られ、搭乗者がまぶしく感じることもなくなる。このとき、刻一刻と変化する環境や時刻などに応じて、常に画面１１の良好な視認性が得られる角度となるように調整することが可能となる。この結果、本実施形態によれば、車両１に搭載されるディスプレイ５、６において、環境が変化する状況下にあっても、搭乗者にとって常に画面１１の良好な視認性を確保することができるという効果を得ることができる。

本実施形態においては、外光検知部１６は、車両１の周囲全体を撮影する４個の車外カメラ１７〜２０の撮影画像情報に基づいて、車室２内に入射する外光を検知することができる。この場合、日光だけでなく、夜間における他車のヘッドライトや街灯などの外光も検知可能となり、外光を、リアルタイムで確実に検知することが可能となる。尚、車外カメラ１７〜２０は、画像情報を運転支援に利用する運転支援システムの構成の一部として搭載されているので、車外カメラ１７〜２０を運転支援システムと共用できることにより、装置の大幅な追加もなく、安価に実現することができる。

また、本実施形態では、外光検知部１６は、更にＧＰＳ受信機２１の受信したＧＰＳ情報に基づき、車両１の位置、走行方向、時刻情報を用いて外光の入射を算出するようにしたので、ＧＰＳ情報から求められる車両１の位置及び走行方向の情報と、時刻情報から得られる太陽の位置とから、昼間の車室２内に入射する外光としての日光を十分な確かさで検出することが可能となる。上記車外カメラ１７〜２０の撮影画像情報と組わせることにより、車室２内に入射する外光の検知がより確実となる。車外カメラ１７〜２０の場合と同様に、ＧＰＳ受信機２１はナビゲーションシステムの構成の一部としてもともと搭載されているので、装置の大幅な追加もなく、安価に実現することができる。

さらに本実施形態では、搭乗者検知部９を、運転者カメラ７及び車室内カメラ８の撮影画像情報に基づいて搭乗者を検知する構成とした。これにより、それらの撮影画像情報に基づいて、搭乗者の位置をリアルタイムで確実に検知することができる。特に、搭乗者の顔の位置や向き、目の位置までも十分な確かさで検知することが可能となる。尚、やはり、運転支援システムの一部を構成する運転者カメラ７及び車室内カメラ８を共用することが可能となる。

そして、本実施形態にあっては、画面角度制御部１５は、搭乗者の顔と画面１１の中心点Ｐとを結ぶ線Ｒと、中心点Ｐを通り該画面１１に垂直な法線Ｎとのなす角度θが、より小さくなる方向にディスプレイ５、６の画面１１の角度を変更する。これにより、搭乗者が画面１１を見る位置即ち方向が、画面１１のより正面に近くなるように、角度変更がなされる。従って、反射光が搭乗者の視野に入ることを避けられるだけでなく、より視認性の良い状態に調整することができる。

尚、上記実施形態では説明しなかったが、ディスプレイユニットにおいて、液晶パネルを背後から照明するバックライトを備えるものにあっては、判定部１４により反射光が搭乗者に当たると判定されたときに、バックライト制御部により、バックライトの輝度を大きくするように構成しても良い。これによれば、表示画面１１の輝度が低下して視認性が低下する虞のある場合に、バックライトの輝度の調整によって、画面１１をより見やすいものとすることが可能となる。

上記実施形態では、外光検知部１６として、車外カメラ１７〜２０及びＧＰＳ受信機２１の双方を備える構成としたが、例えば車外カメラ１７〜２０の撮影画像のみを用いて外光を検出する構成としても良い。また、上記実施形態では、車両用表示装置としての、センターディスプレイ６及びメータディスプレイ５の双方に関して、角度を調整する構成としたが、いずれか一方のみについて、角度変更を行う構成としても良い。ユーザの手動操作入力に基づいて、角度調整機構１２により、ディスプレイ５、６の画面をユーザの好きな角度に調整する機能を付加するようにしても良い。外光として、昼間の太陽光だけでなく、夜間における後続車のヘッドライトや街灯などの外光の反射に対しても適用することが可能である。

その他、角度調整機構の具体的な構成や、ディスプレイユニットの詳細な構成、角度変更の手法などについても、様々な変更が可能である。本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

図面中、１車両、２は車室、３はインストルメントパネル、５はメータディスプレイ（車両用表示装置）、６はセンターディスプレイ（車両用表示装置）、７は運転者カメラ（車室内カメラ）、８は車室内カメラ、９は搭乗者検知部、１０はディスプレイユニット、１１は画面、１２は角度調整機構、１３は制御措置、１４は判定部、１５は画面角度制御部、１６は外光検知部、１７〜２０は車外カメラ、２１はＧＰＳ受信機を示す。

Claims (6)

1. 車両（１）の車室（２）内に設けられ画面（１１）に表示を行う表示装置（５、６）において、
   前記画面の角度を調整する角度調整機構（１２）と、
   前記車室内に入射する外光を検知する外光検知部（１６）と、
   前記車室内の搭乗者を検知する搭乗者検知部（９）と、
   前記外光検知部及び搭乗者検知部の検知に基づき、前記車室内に入射した外光が前記画面で反射し、その反射光が前記搭乗者に当たるかどうかを判定する判定部（１４）と、
   前記判定部により反射光が前記搭乗者に当たると判定されたときに、前記角度調整機構により前記画面の角度を変更する画面角度制御部（１５）とを備える車両用表示装置。
2. 前記外光検知部は、車外を撮影する車外カメラ（１７〜２０）の撮影画像情報に基づいて外光を検知する請求項１記載の車両用表示装置。
3. 前記外光検知部は、ＧＰＳ受信機（２１）の受信したＧＰＳ情報に基づき、車両位置、走行方向、時刻情報を用いて外光の入射を算出する請求項１又は２記載の車両用表示装置。
4. 前記搭乗者検知部は、車室内カメラ（７、８）の撮影画像情報に基づいて搭乗者を検知する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
5. 前記画面角度制御部は、搭乗者の顔と前記画面とを結ぶ線と、該画面に垂直な法線とのなす角度が、より小さくなる方向に前記画面の角度を変更する請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用表示装置。
6. 前記画面にはバックライトが設けられると共に、
   前記判定部により反射光が前記搭乗者に当たると判定されたときに、前記バックライトの輝度を大きくするバックライト制御部を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用表示装置。

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