JP2913901B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路等を走行する車両
等のガイド用表示装置に係り、特にガイド表示に変化を
持たせて表示することができる車両用表示装置に関する
ものである。

【０００２】近来、自動車等で用いられている地図表示
では、車内に設けられたディスプレイに地図を映し、ド
ライバが表示内容を見て現在の走行位置を認識している
が、ディスプレイが前方視野内になく、しかもじっくり
見る必要があるので、運転中にディスプレイを見るのは
安全上好ましくない。

【０００３】そこでヘッドアップディスプレイ（以下Ｈ
ＵＤという）が利用されているが、自動車の速度等を表
示する装置として設置される場合には、映像がウインド
シールドより遙か前方に表示されるために、映像が走行
路や通行人等の外界景色を妨害し、状況認識に時間が掛
かり安全性が欠けるので、安全性が高く運転中にガイド
となる方法が望まれている。

【０００４】

【従来の技術】図12は自動車における地図表示の従来例
を示したもので、自動車等で用いられている地図表示装
置（ナビゲーションシステム）では、車１内に設けられ
たディスプレイ（ＣＲＴ或いはＬＣＤ等：以下ＣＲＴと
いう)2a に地図を表示し、ドライバが表示内容を見て現
在の位置から走行方向等のガイドにしている。

【０００５】また自動車の速度や曲がる方向等の表示に
使用されるＨＵＤ装置に関する基本的な技術は、本出願
人による特願平２−１７０２２４「表示装置」で提案さ
れているが、図13はＨＵＤ装置の概要を示す。図に示す
ように、車１内にＣＲＴ2b,レンズ3a, 平面ミラー４及
び反射型のホログラム5aがウインドシールド６の内側に
配置されている。

【０００６】従って、ＣＲＴ2bに表示された速度や曲が
り方向 (矢印) 等の表示像の光は、レンズ3aで集光され
平面ミラー４で反射して、反射型のホログラム5aで反射
して所定方向に回折され、ドライバの眼によってウイン
ドシールド６の前方に映像が見える。ウインドシールド
６の前方には当然走行路等の景色がホログラム5aを透し
て見え、これに映像が重畳して見える。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法によれ
ば、地図表示装置の場合には、ＣＲＴがウインドシール
ドから見える前方視野内にはなく、しかも地図を見るに
はじっくり見なければ認識できないので、運転中にＣＲ
Ｔを見るのは、よそ見運転となって安全上好ましくな
い。従って曲がるべき交差点を走行中に知ることができ
ないので、交差点を見過ごして通り過ぎる状況が起こり
易い。

【０００８】またＨＵＤ装置の場合には、映像がほぼＣ
ＲＴからホログラムまでの光路の長さだけウインドシー
ルドより前方に表示されるので、映像が走行路や通行人
等の外界景色を妨害するために、安全確保のために外界
の遠くから近くまで様々な位置を注意深く見ているドラ
イバにとっては外界の状況認識に時間が掛かり、特にト
ラック等の前部に運転席がある車の場合には顕著とな
り、安全性に欠ける。という問題点がある。

【０００９】本発明は、ガイド表示の認識が容易で安全
性を高めることができる表示装置を提供することを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１図は本発明の原理構
成図である。図において、15は走行体の走行位置に対応
して表示されるデータに、視差を持たせる所定の処理を
施す処理手段、２は処理手段15によって処理されたデー
タを表示する一対の表示手段、３は一対の表示手段２に
夫々対応して設けられ、表示手段２による表示データ像
を所定の位置に結像する一対の結像手段、５は結像手段
３の結像位置に共通して設けられた反射型ホログラムで
ある。

【００１１】従って結像手段３によって結像された表示
データ像を、ウインドシールド前方の所定の位置に、視
差のある映像として表示させるように構成されている。

【００１２】

【作用】走行体１の走行位置に対応して表示されるデー
タが処理手段15によって処理されて、一対の表示手段２
に表示されると、表示データ像は表示手段２に夫々対応
して設けられた一対の結像手段３により所定の位置に結
像し、結像された映像は反射型ホログラム５によって所
定方向に反射して、その反射方向にあるドライバの目に
到達して、映像を結像位置に見ることができる。

【００１３】従って、表示されるデータを処理手段15に
よって、視差を持たせて一対の表示手段２に表示される
ように処理したり、或いは表示の大きさ及び表示位置の
少なくとも一方を変えて表示手段２に表示されるように
処理することにより、ガイド表示の認識が容易になり、
安全性を高めることができる。

【００１４】

【実施例】図２〜図６により本発明の一実施例を説明す
る。全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

【００１５】図２及び図３のＣＲＴ2c,2d,レンズ3b,3c,
ホログラム5b及び視差生成部15ｂは、図１の表示手段2,
結像手段3,反射型ホログラム５及び処理手段15に夫々対
応している。

【００１６】図２は従来例で説明したＨＵＤ装置に本発
明を適用した実施例を示す斜視図で図に示すように、Ｃ
ＲＴ2c,2d,平面ミラー4a, レンズ3b,3c 及びフィルタ7
a,7bが車1aの通光孔11が開けられたダッシュボード10内
に配置され、またホログラム5bが合わせガラスで構成さ
れたウインドシールド６の合わせ目に挟んで接着されて
いる。

【００１７】ホログラム5bは、オフアクシス型で、且つ
波面変換機能 (この場合は凹レンズ機能) を有する反射
型のホログラムであり、所望の波面変換波長帯の光だけ
を運転者の向けて反射回折する。

【００１８】ホログラム5bは、図４に示すように、例え
ばガラス或いはプラスチック基板面にゼラチン系銀塩或
いは重クロム酸ゼラチンを塗布した乾板Ａ（ホログラム
原板）の、片側から物体波 (収斂球面波)a, 反対側から
参照波（発散球面波)bを照射して作成される。この時、
物体波ａの収束仮想点 (図中破線の収束位置) はドライ
バの目の位置に対応する点とし、参照波ｂの光源位置
(図中実線の発散位置)はレンズの主点位置とする。また
ＣＲＴの発光波長帯域, 即ち、異なる発光色に合わせる
(所謂カラー化) ために、上記の露光の入射角等の作成
条件をずらせて多重露光して反射波長帯域を移動させて
もよい。

【００１９】レンズ3b,3c は、ＣＲＴ2c,2d,平面ミラー
4a及びホログラム5bとの相対的位置を設定して、ＣＲＴ
2c,2d の映像の光が平面ミラー4aで反射した反射光をホ
ログラム5bと (ドライバが見やすい角度で) 交差する位
置に結像するように配置されている。

【００２０】フィルタ7a,7b は、ホログラム5bが反射す
る光の波長帯のみ通過させる機能を持っており、夫々レ
ンズ3b,3c の前方位置に配置されている。ここで、同一
画像に適度の視差を持たせてＣＲＴ2c,2d に夫々表示す
ると、図５(a) に示すように、ドライバは映像を三次元
像として捕らえることができる。通常ドライバの目から
ウインドシールド６までの距離は約80cmであり、目の間
隔は約60mmであるので、左右の目に入射する映像のホロ
グラム5bからの出射角度は約4.3度となる。

【００２１】ホログラム5bは角度マージンが大きいた
め、少し異なる方向から光を入射しても回折光の光使用
効率は十分高い。従ってホログラ5bに二つのＣＲＴ2c,2
d とレンズ3b,3c を使用して、異なる方向から映像を結
像させることで、ドライバは左右の目で夫々異なる映像
を見ることができる。

【００２２】また図３の制御ブロック図において、8は
制御部,9は入力部,10は地図データメモリ, 11は走行位
置検出部,12は地図データマッチング部,13は交差点検出
部,14は判断部,15aは表示図生成部,15bは視差生成部, 1
6は表示図形メモリを示す。

【００２３】入力部９は、ドライバが行先及び現在位置
を入力する操作釦を備えている。地図データメモリ10
は、車１を走行させる地方の地図データが格納されたメ
モリである。

【００２４】走行位置検出部11は、車１の走行方向及び
走行距離から現在の走行位置データを検出する。地図デ
ータマッチング部12は、地図データメモリ10から読み出
した地図データと走行位置検出部11の走行位置データか
ら走行位置を地図上にマッチングさせて走行位置の精度
を高める。

【００２５】交差点検出部13は、現在の走行位置と地図
データから曲がるべき交差点の位置及び曲がる方向を検
出する。判断部14は、曲がるべき交差点までの距離が、
ドライバが見ることができる範囲か否かを判断する。

【００２６】表示図生成部15ａは、判断部14の判断で可
能の時に、表示画像メモリ16に格納された矢印データを
読み出して、右折の時は「→」，左折の時は「←」とし
て所定の大きさに矢印表示データを生成する。

【００２７】視差生成部15ｂ（請求項１及び請求項２の
処理手段，請求項４の第１の補正手段に対応している）
は、表示図生成部15ａで生成された矢印表示データに、
曲がるべき交差点までの距離に応じた視差を持たせて一
対の矢印表示データとする。即ち、検出された現在位置
と曲がるべき交差点までの距離から、視差を演算してＣ
ＲＴ2c,2d に別々に表示する矢印の夫々の表示位置を求
める。そして図５(b)に示すように、車１の走行により
次第に曲がるべき交差点に近づくにつれて視差量が大き
くなり、曲がる直前の位置で視差量が最大（図中左端実
線矢印と破線矢印）になるように生成される。

【００２８】このような構成及び機能を有するので、次
に図６のフローチャートにより作用を説明する。ま
ず、ドライバは入力部９の操作釦により現在位置及び行
先を入力して走行を開始すると、走行位置検出部11で現
在の走行位置データを検出し、走行位置データは地図デ
ータマッチング部12へ送られ、地図データメモリ10の地
図データと走行位置データから走行位置を地図上にマッ
チングさせて現在位置を確認する。

【００２９】現在位置が確認された地図データは交差
点検出部13へ送られて曲がるべき交差点の位置及び曲が
る方向が検出され、判断部14は曲がるべき交差点のまで
の距離がドライバが見ることができる範囲か否かを判断
する。

【００３０】否の時は、もう少し交差点に近づくまで
走行を続ける。可能の時は、表示図生成部15ａによっ
て表示画像メモリ16の矢印データを読み出して、右折の
時は「→」，左折の時は「←」として所定の大きさに矢
印表示データを生成する。

【００３１】次に視差生成部15ｂで曲がるべき交差点
までの距離に応じて視差を持たせた一対の矢印表示デー
タを生成する。視差生成部15ｂで生成された視差を有
する矢印表示データは、夫々ＣＲＴ2c, 2dに表示され、
平面ミラー4a及びレンズ3b,3c に経てホログラム5bの位
置に結像された映像は反射回折してドライバの左右の目
に夫々到達する。

【００３２】ドライバはウインドシールド６の前方
に、左右に視差を持った矢印を立体像として見ることが
でき、視差が最初は小さく交差点が近づくにつれて連続
的に変化して次第に視差が大きくなって、最大の視差に
なった時に交差点の直前になるので矢印方向に曲がる。

【００３３】右折，或いは左折が終了すると、走行位
置検出部11と地図データマッチング部12とで現在位置が
確認され、交差点検出部13の検出が解除されて、矢印表
示が消滅する。

【００３４】このようにして、視差を持った矢印表示が
行われ、視差の量を交差点に近づくにつれて大きくする
ことにより、ガイド表示を適切に行うことができ、従来
例のように地図表示のＣＲＴを見ないでも済むので安全
に運転することができる。

【００３５】またこの時、車外の景色と表示像が重畳し
て見えるが、表示像がウインドシールド６の前方の近い
位置にあるので、車外の景色との距離的な分離により区
別が容易で、前方景色を見るのに妨げとならず、安全性
を高めることができる。

【００３６】更に車外から入射する太陽光は、ホログラ
ム5bを通過した光であるので、フィルタ7a,7bがこの光
を遮光することで、光路を逆行してＣＲＴ2c,2dへ入射
する光を防止してＣＲＴ2c,2d の温度上昇を抑制し、装
置を保護することができる。

【００３７】また図７〜図10に異なる実施例を示してお
り、異なる実施例が前記実施例と異なるのは、矢印に視
差を持たせる方法に代えて、矢印の大きさ及び表示位置
を曲がるべき交差点に近づくにつれて変化させる方法と
したことである。また前記実施例が夫々一対のＣＲＴ2
c,2d,レンズ3b,3c,平面ミラー4a及びフィルタ7a,7b を
備えたのに対して、図７に示すように、夫々サイズを大
きくしたＣＲＴ2e, レンズ3d, 平面ミラー4b及びフィル
タ7cがダッシュボード10内に配置されている。

【００３８】従ってＣＲＴ2eに表示された映像の光は、
平面ミラー4bを経てレンズ3dによってホログラム5bの位
置で結像し、ホログラム5bで反射してドライバの目に到
達する。

【００３９】また図８の制御ブロック図において、表示
図生成部15ｃ (請求項１及び請求項３の処理手段15, 請
求項５の第２の補正手段に対応している）は、判断部14
の判断で可能の時に、表示画像メモリ16に格納された矢
印データを読み出して、曲がるべき交差点までの距離に
応じた大きさに生成する。即ち、図９に示すように、右
折の時は「→」，左折の時は「←」として、距離が長い
時は小さく、距離が近づくにつれて大きくするように、
検出された現在位置と曲がるべき交差点までの距離から
大きさを演算して矢印表示データを演算して生成する。

【００４０】表示位置生成部15ｄ (請求項１及び請求項
３の処理手段15, 請求項５の第２の補正手段に対応して
いる）は、表示図生成部15ｃで生成された矢印表示デー
タの曲がるべき交差点までの距離に応じた表示位置を決
める。即ち、図９に示すように、曲がる方向に寄せて、
距離が長い時はＣＲＴ2eの上方位置とし、距離が近づく
につれて下方位置になるように、検出された現在位置と
曲がるべき交差点までの距離から演算してＣＲＴ2eに表
示する矢印の表示位置を求める。

【００４１】また8aは制御部を示す。このような構成を
有するので、次に図10のフローチャートにより作用を説
明する。

【００４２】まず、ドライバは入力部９の操作釦によ
り行先及び現在位置を入力して走行を開始すると、走行
位置検出部11で現在の走行位置データを検出し、走行位
置データは地図データマッチング部12へ送られ、地図デ
ータメモリ10の地図データと走行位置データから走行位
置を地図上にマッチングさせて現在位置を確認する。

【００４３】現在位置が確認された地図データは交差
点検出部13へ送られて曲がるべき交差点の位置及び曲が
る方向が検出され、判断部14は曲がるべき交差点のまで
の距離がドライバが見ることができる範囲か否かを判断
する。

【００４４】否の時は、その交差点に近づくまで走行
を続ける。可能の時は、表示図生成部15ｃによって表
示画像メモリ16の矢印データを読み出して、右折の時は
「→」，左折の時は「←」として曲がるべき交差点まで
の距離に応じた大きさに矢印表示データを生成する。

【００４５】次に表示位置生成部15ｄで曲がるべき交
差点までの距離に応じた表示位置を演算して矢印表示デ
ータを生成する。表示位置生成部15ｄで生成された矢
印表示データは、ＣＲＴ2eに表示され、平面ミラー4b及
びレンズ3dを経てホログラム5bの位置に結像された映像
は反射回折してドライバの左右の目に夫々到達する。

【００４６】ドライバはウインドシールド６の前方に
曲がる交差点までの距離に応じて連続的に大きさ及び位
置が変わる矢印表示を見ることができ、最初は小さく上
方に表示され交差点が近づくにつれて大きく且つ下方に
移動し、最大の大きさで表示位置が最も下の位置になっ
た時に交差点の直前になるので矢印方向に曲がる。

【００４７】右折，或いは左折が終了すると、走行位
置検出部11と地図データマッチング部12とで現在位置が
確認され、交差点検出部13の検出が解除されて、矢印表
示が消滅する。

【００４８】上記異なる実施例において、ＣＲＴ2eに変
えて、例えば蛍光表示灯 (ＶＦＤ）を用いて、図11に示
すように、予め異なる位置に異なる大きさの矢印を作成
しておき、曲がるべき交差点までの距離に応じて、該当
する大きさ及び位置の矢印を点灯させる方法としても良
い。図では距離が半分に減少する毎に表示位置を変えた
場合を示している。

【００４９】このようにして、ウインドシールド６に貼
付されたホログラム5bの前方に地図ガイドの右折／左折
の矢印表示を、曲がるべき交差点までの距離に応じて大
きさ及び表示位置を変えて表示することによって、ドラ
イバは前方注視の運転を続けながら、矢印表示によって
容易に曲がるべき交差点を知ることができて安全に運転
ができる。

【００５０】上記例において、表示された矢印を点滅さ
れることにより、ドライバの注意を喚起する方法として
もに良く、また曲がるべき交差点の直前になった時だけ
点滅させる方法としても良い。

【００５１】また上記実施例では、矢印表示の大きさは
一定の場合を説明したが、曲がるべき交差点までの距離
に応じて矢印の大きさを小から大へ変化させる方法とし
ても良い。更に上記異なる実施例では、矢印表示の大き
さ及び表示位置を変化させる場合を説明したが、大きさ
或いは表示位置のいずれか一方を変化させる方法として
も良い。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項１では、走行体の位置に対応して表示されるデータ
に視差を持たせる所定の処理を施す手段と、処理された
データを表示する一対の表示手段と、表示手段に対応し
て設けられ、表示データ像を所定の位置に結像する一対
の結像手段と、結像位置に共通して設けられた反射型ホ
ログラムとを備えて、結像された表示データ像をウイン
ドシールド前方の所定の位置に視差のある映像として表
示させることにより、ドライバが車両を運転しながら、
反射型ホログラムの前方に表示像を３次元画像として見
ることができて安全性を向上させることができる。

【００５３】

【００５４】請求項２では、処理手段によって表示すべ
きデータの表示位置及びデータの表示する大きさの少な
くとも一方を変化させることによって、表示内容を容易
に認識することができる。

【００５５】請求項３では、処理手段によって視差を持
たせたデータの視差の量を、第１の補正手段により車両
の走行位置の変化に応じて変化させることにより、表示
内容を一層容易に認識することができる。

【００５６】請求項４では、処理手段によって変化させ
たデータの表示位置及びデータの表示する大きさの少な
くとも一方を、第２の補正手段により走行体の走行位置
の変化に応じて変化させることにより、表示内容を一層
容易に認識することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理構成図

【図２】 本願発明の実施例を示す斜視図

【図３】 実施例の制御ブロック図

【図４】 ホログラムの説明図

【図５】 実施例の説明図

【図６】 実施例のフローチャート

【図７】 異なる実施例を示す側面図

【図８】 異なる実施例の制御ブロック図

【図９】 異なる実施例の説明図

【図10】 異なる実施例のフローチャート

【図11】 蛍光表示灯を用いた場合の説明図

【図12】 従来例の地図表示装置の説明図

【図13】 従来例のＨＵＤ装置の概要を示す側面図

【符号の説明】

２は表示手段、 2a〜2eはＣＲＴ、 ３
は結像手段、3a〜3dはレンズ、 ５は反射型ホロ
グラム、 5a,5b はホログラム、15は処理手段、
15a,15c は表示図生成部、15ｂは視差生成部、15ｄ
は表示位置生成部、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 雅之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 中島 雅人 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−134207（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−114430（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 35/00 G02B 27/02 G09F 9/00 359

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行体のウインドシールドに反射型ホロ
   グラムを具備した表示装置において、 走行体の走行位置に対応して表示されるデータに視差を
   持たせる所定の処理を施す処理手段と、 該処理手段によって処理されたデータを表示する一対の
   表示手段と、 該一対の表示手段に対応して設けられ、該表示手段によ
   る表示データ像を所定の位置に結像する一対の結像手段
   と、 該結像手段の結像位置に共通して設けた前記反射型ホロ
   グラムと、 を設けて、走行体の走行位置に対応して表示される表示
   データ像を、ウインドシールド前方の所定の位置に、３
   次元の映像として表示することを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 前記処理手段は、前記表示すべきデータ
   の表示位置及び表示の大きさの少なくとも一方を変化さ
   せることを特徴とする請求項１の表示装置。
3. 【請求項３】 前記処理手段は、前記視差を持たせたデ
   ータの視差の量を走行体の走行位置の変化に応じて変化
   させる第１の補正手段を備えることを特徴とする請求項
   １の表示装置。
4. 【請求項４】 前記処理手段は、前記表示されるデータ
   の表示位置及び表示の大きさの少なくとも一方を走行体
   の走行位置の変化に応じて変化させる第２の補正手段を
   備えることを特徴とする請求項２及び請求項３の表示装
   置。