JP2924237B2 - ヘッドアップディスプレイ - Google Patents

ヘッドアップディスプレイ

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JP2924237B2
JP2924237B2 JP3058073A JP5807391A JP2924237B2 JP 2924237 B2 JP2924237 B2 JP 2924237B2 JP 3058073 A JP3058073 A JP 3058073A JP 5807391 A JP5807391 A JP 5807391A JP 2924237 B2 JP2924237 B2 JP 2924237B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、乗物の操縦者が前方外
界の情景を見ながら操縦する際に、その操縦者が見てい
る前方の外界の情景に種々の情報を重ねて表示するヘッ
ドアップディスプレイに関し、特に、陸上乗物および海
上乗物の操縦者に目的地に到達するまでの道案内表示を
行えるようにしたヘッドアップディスプレイに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、乗物、特に陸上を走行する車両に
おいて、操縦者(車両の運転手)に道案内表示を行える
ようにしたナビゲーション装置が搭載されるようになっ
てきた。従来のナビゲーション装置においては、車両室
内に、地図を記憶させたCD−ROM、CRTディスプ
レイ等を搭載し、CD−ROMから読み出した地図を前
記CRTディスプレイに表示させるとともにその表示さ
れた地図中に車両の現在位置を表示させるようにしてい
る。
【0003】ところで、従来のヘッドアップディスプレ
イは、普通、操縦者の視野前方にハーフミラーまたはホ
ログラム素子等のコンバイナを配置し、そのコンバイナ
は外界の情景から出射した光線を操縦者の方向に透過さ
せるとともに操縦室内側から前記コンバイナに入射した
情報表示光を操縦者の方向に反射または回折させるよう
に構成されている。そして、前記情報表示光をコンバイ
ナに入射させる情報投光装置は、CRT、透過型の液晶
表示パネル、プラズマディスプレイまたは発光ダイオー
ドディスプレイ等の光学的情報表示手段とこの光学的情
報表示手段から出射した光を前記コンバイナに入射させ
る光学部材とを備えている。そして、前記光学部材は、
普通、レンズおよび反射鏡等から構成されており、前記
情報表示光を操縦者が正面の視野の中に視認できるよう
に構成されている。このようなヘッドアップディスプレ
イを用いれば、操縦者は一々外界から視線をそらせて計
器類を見る必要がなくなるので、外界から視線をそらせ
ている間に生じる不慮の事故を防ぐことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記陸上走行車両用の
ナビゲーション装置の表示装置として前記ヘッドアップ
ディスプレイを使用する場合、前方情景に重ねて地図が
表示されることになる。このように、前方情景に重ねて
地図が表示されると、操縦者が前方を監視しようとした
場合に地図が邪魔になる。また、地図は比較的複雑なの
でその判読に時間がかかり、その地図の判読中は、前方
情景の監視が不十分となり易い。その場合安全運転にも
支障が生じる。また、近年の海洋レジャーブームの広が
りによりクルーザ等のレジャー用船舶が増加している
が、これらの船舶の操縦者の多くは業務用船舶等のベテ
ラン操縦者と異なり航行に不慣れな者が多く、海図と実
在の位置と一致が不十分なため、事故につながるおそれ
が生じていた。
【0005】本発明は、前述の事情に鑑み、前方情景の
監視に支障を来さずにしかも、乗物の操縦者に目的地に
到達するまでの道案内表示を行えるようにしたヘッドア
ップディスプレイを提供することを、課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のヘッドアップディスプレイは、図1(クレ
ーム対応図)に示す構成を備えている。すなわち図1に
示すヘッドアップディスプレイ(H)は、表示信号作成
用信号(U1a,U2a,U3a)を入力するための信号入力
手段(U)およびこの信号入力手段(U)から出力され
る表示信号作成用信号(U1a,U2a,U3a)に応じて表
示信号(Qa)を出力する表示信号出力手段(Q)と、
この表示信号出力手段(Q)の出力する表示信号(Q
a)に応じた情報が表示される表示面を有する光学的情
報表示手段(D)および前記表示面から出射した情報表
示光(L)を所定の方向に投光する光学部材(A)を有
する情報投光装置(K)と、操縦者(P)の前方に傾斜
して設けられ、前方の外界の情景を操縦者(P)が視認
できるように前記外界からの光線(J)を前方から後方
に透過させるとともに前記情報投光装置(K)から投光
された情報表示光(L)を操縦者(P)が視認できる方
向に向かわせるコンバイナ(C)とを備えた乗物用のヘ
ッドアップディスプレイにおいて、前記乗物の現在位置
を検出する現在位置検出手段(S)が設けられ、前記信
号入力手段(U)は、地図上で指示された指示ポイント
のX−Y座標を読み取る座標読取手段(U2)と、前記
指示ポイントでの進行方向を指示する進行方向指示手段
(U3)と、前記地図の縮尺倍率を入力する倍率入力手
段(U1)とから構成され、前記表示信号出力手段
(Q)は、前記現在位置検出手段(S)、座標読取手段
(U2)および倍率入力手段(U1)からの入力信号に応
じて前記各指示ポイントの位置に対する現在位置を算出
する相対位置算出手段(Q2)と、前記検出された現在
位置が前記指示ポイント位置に接近したときに前記進行
方向指示手段(U3)で指示された前記進行方向に基づ
いてその指示ポイント位置での進行方向表示データ(Q
3a)を出力する進行方向表示データ出力手段(Q3)
と、前記進行方向表示データ(Q3a)から進行方向を表
示する表示信号(Qa)を出力する表示回路(Q1)とか
ら構成されたことを特徴とする。
【0007】前記信号入力手段(U)としては、デジタ
イザまたはマウス等を利用することができる。また、前
記相対位置算出手段(Q2)は、図2または図3に示す
ように構成することができる。すなわち、図2において
前記相対位置算出手段(Q2)は、前記座標読取手段
(U2)および倍率入力手段(U1)からの入力信号に応
じて、指示ポイントの実際の位置を算出する指示ポイン
ト位置算出手段(Q21)と、算出された指示ポイント位
置と前記現在位置検出手段(S)によって検出された乗
物の現在位置とを比較する比較手段(Q22)とから構成
されている。また図3において前記相対位置算出手段
(Q2)は、前記現在位置検出手段(S)および倍率入
力手段(U1)からの入力信号に応じて、乗物の現在位
置を縮尺された地図上の位置に換算する現在位置換算手
段(Q23)と、乗物の地図上の換算現在位置と前記座標
読取手段(U2)によって読み取られた指示ポイントの
X−Y座標とを比較する比較手段(Q24)とから構成さ
れている。また、前記相対位置算出手段(Q2)および
進行方向表示データ出力手段(Q3)等は、マイコンま
たはロジック回路等によって構成することができる。
【0008】
【作用】前述の特徴を備えた本発明のヘッドアップディ
スプレイ(H)の使用に際し、その使用者(運転手、す
なわち、操縦者)(P)は、前記信号入力手段(U)の
前記倍率入力手段(U1)を用いて走行予定地域の地図
の縮尺倍率を入力する。また操縦者(P)は、前記地図
上の現在位置、およびその現在位置から目的位置までの
道順に沿って存在する通過位置の中で右折または左折等
の必要な通過位置を地図上で指示する。この指示された
通過位置(すなわち、指示ポイント)のX−Y座標が前
記座標読取手段(U2)によって読み取られる。また前
記ヘッドアップディスプレイ(H)の使用者(P)は、
前記通過位置(指示ポイント位置)の指示を行うと同時
に、前記進行方向指示手段(U3)により前記指示ポイ
ントでの右折または左折等の進行方向の指示を行う。
【0009】前記表示信号出力手段(Q)の前記相対位
置算出手段(Q2)は、前記現在位置検出手段(S)、
座標読取手段(U2)および倍率入力手段(U1)からの
入力信号(Sa,U2a,U1a)に応じて前記各指示ポイ
ントの位置に対する現在位置の相対的な位置関係を算出
する。また、前記表示信号出力手段(Q)の進行方向表
示データ出力手段(Q3)は、前記相対位置算出手段
(Q2)の出力する相対位置信号(Q2a)から現在位置
が前記指示ポイント位置に接近したことを感知したとき
に前記進行方向指示手段(U3)で指示された前記進行
方向に基づいてその指示ポイント位置での進行方向表示
データ(Q3a)を出力する。また、前記表示信号出力手
段(Q)の表示回路(Q1)は、前記進行方向表示デー
タ(Q3a)から進行方向表示信号(Qa)を出力する。
【0010】この表示信号出力手段(Q)の表示回路
(Q1)から出力された進行方向表示信号(Qa)に応じ
た情報すなわち右折または左折等の情報は、前記光学的
情報表示手段(D)の表示面に表示される。前記表示面
から出射した情報(進行方向情報)表示光(L)は、前
記情報投光装置(K)の前記光学部材(A)によって所
定の方向すなわちコンバイナ(C)の方向に投光され
る。操縦者(P)の前方に傾斜して設けられた前記コン
バイナ(C)は、前方の外界の情景を操縦者(P)が視
認できるように前記外界からの光線(J)を前方から後
方に透過させるとともに前記情報投光装置(K)から投
光された情報(進行方向情報)表示光(L)を操縦者
(P)が視認できる方向に向かわせる。したがって、操
縦者(P)は、外界の情景に重ねて情報表示光(L)を
視認することができる。そして、乗物を目的地に向かっ
て走行させる場合、乗物が前記指示ポイント位置に接近
したときに、左折、右折等の進行方向情報がヘッドアッ
プディスプレイ(H)に表示される。したがって、乗物
の操縦者(P)は、前記表示された進行方向情報に従っ
て乗物を操行することにより、道に迷うことなく目的地
に到達することができる。
【0011】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例を説明す
る。図4は本発明の一実施例の全体概略説明図、図5は
その詳細説明図、図6は図5の要部拡大平面図、図7は
同実施例の側断面図、図8は同実施例の回路部分の説明
図、図9は同実施例の表示例の説明図である。図4にお
いて、陸上乗物としての自動車1の操縦者P用の運転席
2の前方には、車体3と天井4との間にフロントガラス
5が前方に行くに従って降傾斜するように配設されてい
る。また、運転席2前部には、フロントガラス5との間
にダッシュボード6が配設されている。
【0012】この運転席2のダッシュボード6上部には
ヘッドアップディスプレイHが配設されている。ヘッド
アップディスプレイHは、図5,7に示すようにケーシ
ング10を備えており、このケーシング10の上面には
カバーガラス10a,10b,10cが配置された光出射
口が設けられている。また、ケーシング10の下部には
入力手段収容部10dが設けられている。
【0013】前記ケーシング10上面前端部にはコンバ
イナCが上方の使用位置と下方の収納位置との間で回動
可能に支持されている前記ケーシング10内には、情報
情報投光装置Kが配設されている。情報投光装置Kは図
7に示すように、光学的情報表示手段Dおよびその表示
面に表示された情報を所定方向に投光する光学部材Aを
備えている。前記光学的情報表示手段Dは、透過型液晶
ディスプレイD1および光源装置D2から構成されてい
る。そして光源装置D2は、光源D3および反射部材D4
から構成されている。なお、前記光学的情報表示手段D
としては、前記液晶ディスプレイを使用する代わりに、
CRTディスプレイ、プラズマディスプレイまたは発光
ダイオードディスプレイ等のフラットな光学的情報表示
手段を使用することも可能である。前記光学部材Aは、
凹レンズA1、平面反射鏡A2、および凸レンズA3から
構成されている。
【0014】そして前記情報投光装置Kは、前記透過型
液晶ディスプレイD1の表示面に表示された情報の表示
光を前記コンバイナCに向けて投光するように配設され
ており、前記各カバーガラス10a,10b,10cに対
応してそれぞれ1ユニットづつ配設されている。すなわ
ち、図7で1ユニットだけ示した情報投光装置Kは、実
際は前記ケーシング10内に配設された3ユニットの情
報投光装置Ka,Kb,Kc(図7では、Kで表示)を示
している。そして、各情報投光装置Ka,Kb,Kcは、
それぞれ光学的情報表示手段Da,Db,Dc(図7で
は、Dで表示)を備えている。
【0015】図5,7に示す信号入力手段としてのデジ
タイザUは、透明電極板11と、この透明電極板11と
一体的に構成されたキーボードパネル12と、前記透明
電極板11の側部に収納される電極ペン13とから構成
されている。そして、デジタイザUの前記透明電極板1
1とその側部に収納される電極ペン13とは、前記ケー
シング10の前記入力手段収容部10d内に収容される
ように構成されている。 前記キーボードパネル12に
は、図6に示すように、前記透明電極板11の下に重ね
て使用する地図上のスタート地(すなわち現在地)を指
示するスタート地指示キー、目的地を指示する目的地指
示キー(ENDキー)、左折指示キー、右折指示キー、
数値入力キー、縮尺倍率入力キー等が設けられている。
【0016】次に図8により本実施例の回路部分を説明
する。本実施例では前記図3の符号S,Q2,Q3等で示
す構成要素が有する機能をマイコンMによって実現して
いる。なおそれらの機能は、マイコンMの代わりにロジ
ック回路を用いて実現することも可能である。図8にお
いて,加速度センサR1は東西方向および南北方向の加速
度をそれぞれ検出する加速度センサから構成されてお
り、東西方向加速度信号R1aおよび南北方向加速度信号
R1bをマイコンMに出力している。マイコンMは、前記
各加速度信号R1a,R1bを積分して速度を検出する積分
機能および前記検出された速度を積分して位置を検出す
る積分機能を有している。図8に示す背景輝度センサR
2は、自動車前方の外界の情景の明るさ、すなわち背景
輝度を検出している。検出された背景輝度信号R2aは前
記光学的情報表示手段Dから出射する情報表示光の明る
さを調節するために使用される。
【0017】前記加速度センサR1、背景輝度センサR
2、およびデジタイザUの出力信号が入力されるマイコ
ンMは、中央処理装置CPU、リードオンリーメモリR
OM、ランダムアクセスメモリRAM、および入出力イ
ンターフェースI/O等から構成されている。前記マイ
コンMは、入力された信号に応じた表示データを表示回
路Q1a,Q1b,Q1cに出力している。前記表示回路Q1
a,Q1b,Q1cは、前記表示データに応じた表示信号を
前記光学的情報表示手段Da,Db,Dcに出力してい
る。
【0018】図9は同実施例の表示例の説明図である。
図9において、前記光学的情報表示手段Daには左折の
場合の矢印が表示されるようになっており、前記光学的
情報表示手段Dcには右折の場合の矢印が表示されるよ
うになっている。また、前記光学的情報表示手段Dbに
は車両の速度が表示されるようになっている。
【0019】次に、前述の構成を備えた実施例の作用に
ついて説明する。自動車1の操縦者(運転手)すなわち
ヘッドアップディスプレイHの使用者Pは、これから走
行する区間が記載された地図の上に前記デジタイザUの
透明電極板11を載置するとともに、その地図の縮尺倍
率をキーボードパネル12から入力する。次に操縦者P
は、その透明電極板11の上から前記電極ペンを用いて
前記地図上の現在位置、およびその現在位置から目的位
置までの道順に沿って存在する通過位置の中で右折また
は左折等の必要な通過位置を地図上で指示する。この指
示された通過位置(すなわち、指示ポイント)のX−Y
座標は前記デジタイザUによって読み取られ、前記マイ
コンMに入力される。マイコンMは入力された指示ポイ
ントのX−Y座標すなわち指示ポイント位置をRAMに
記憶する。また前記操縦者Pは、前記通過位置(指示ポ
イント位置)の指示を行うと同時に、前記キーボードパ
ネルから前記指示ポイントでの右折または左折等の進行
方向の指示を行う。
【0020】地図上のスタート位置から目的地までの通
過位置および進行方向の指示を行ってから、操縦者Pは
自動車を走行させる。そうすると、図1中、右側に在る
外界からフロントガラス5およびコンバイナCに向って
進んで来た外部光線Jは、一部はフロントガラス5およ
びコンバイナCで外界に反射し、残部はそのままフロン
トガラス5およびコンバイナCを透過して直進し、操縦
者Pの眼に至る。これにより操縦者Pは外界の情景をそ
のまま視認することができる。
【0021】一方前記マイコンMは、前記背景輝度セン
サR2からの背景輝度信号に応じた表示輝度を算出し、
その算出された表示輝度に応じた表示輝度データを前記
各表示回路Q1a,Q1b,Q1cに出力している。そして前
記各表示回路Q1a,Q1b,Q1cは前記表示輝度データに
応じて前記図7に示す光源D3の輝度を調節している。
また前記マイコンMは、前記加速度センサR1からの東
西方向加速度信号R1aおよび南北方向加速度信号R1bを
一回積分して速度を算出するとともに、さらにもう一回
積分して得られる自動車の移動距離から自動車の実際の
現在位置を算出する。そしてマイコンMは、前記算出し
た自動車の速度信号に応じた速度表示データを前記表示
回路Q1bに出力する。表示回路Q1bは、前記速度表示デ
ータに応じた表示信号により前記光学的情報表示手段D
bの透過型液晶表示パネルD3を駆動して、図9に示すよ
うに自動車の速度を表示する。
【0022】また、マイコンMは前記算出した自動車の
実際の現在位置を地図上の位置すなわち前記X−Y座標
上の位置に換算して、前記指示ポイント位置(前記デジ
タザUで入力した通過位置)に対する現在位置の相対的
な位置関係を算出する。そしてマイコンMは、前記自動
車の現在位置が前記指示ポイント位置に接近したことを
感知したときに前記デジタイザUで指示された前記進行
方向に基づいてその指示ポイント位置での進行方向表示
データQ3aを前記表示回路Q1aまたはQ1cに出力する。
前記表示回路Q1aまたはQ1cは、前記進行方向表示デー
タQ3aから進行方向表示信号Qaを前記光学的情報表示
手段DaまたはDcの透過型液晶ディスプレイD1(図7
参照)に出力する。
【0023】この表示回路Q1aまたはQ1cから出力され
た進行方向表示信号Qaに応じた情報すなわち右折また
は左折等の情報は、前記光学的情報表示手段Daまたは
Dcの表示面に表示される。前記表示面から出射した情
報(進行方向情報)表示光Lは、前記情報投光装置K
(Ka,Kb,Kc)の前記光学部材Aによって所定の方
向すなわちコンバイナCの方向に投光される。操縦者P
の前方に傾斜して設けられた前記コンバイナCは、前記
情報投光装置Kから投光された情報(進行方向情報)表
示光Lを操縦者Pが視認できる方向に向かわせる。した
がって、操縦者Pは、外界の情景に重ねて情報表示光L
を視認することができる。そして、車両を目的地に向か
って走行させる場合、車両が前記指示ポイント位置に接
近したときに、左折、右折等の進行方向情報がヘッドア
ップディスプレイHに表示される。したがって、車両の
操縦者Pは、前記表示された進行方向情報に従って車両
を操行することにより、道に迷うことなく目的地に到達
することができる。
【0024】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設
計変更を行うことが可能である。例えば、情報投光装置
Kは3ユニット設ける代わりに1ユニットだけ設けるこ
とも可能である。また左折、右折の必要の無い通過位置
であっても、主要な位置は指示ポイント位置として、そ
の指示ポイント位置では直進を示す矢印を表示すること
も可能である。また、進行方向を指示する表示は種々の
表示を採用することができ、例えば、図10,図11に
示すような表示を行うことも可能である。さらに、本発
明は海図を用いて航行する船舶に対しても適用できる。
その場合、海図上で順次指示したポイントに向かって航
行するために、次の指示ポイントに向かう矢印を常時表
示するようにすればよい。また、所定の指示ポイントを
中心とする一定範囲に到達した後には、次の指示ポイン
トに向かう矢印を表示すればよい。
【0025】
【発明の効果】前述の本発明のヘッドアップディスプレ
イは、前方情景の監視に支障を来さずにしかも、乗物の
操縦者に目的地に到達するまでの道案内表示を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の構成説明図で、クレーム対応図
である。
【図2】図2は本発明の第1の実施態様の説明図であ
る。
【図3】図3は本発明の第2の実施態様の説明図であ
る。
【図4】図4は本発明の一実施例の全体概略説明図であ
る。
【図5】図5は同実施例の詳細説明図である。
【図6】図6は前記図5の要部拡大平面図である。
【図7】図7は同実施例の側断面図である。
【図8】図8は同実施例の回路部分の説明図である。
【図9】図9は同実施例の表示例の説明図である。
【図10】図10は他の表示例の説明図である。
【図11】図11は他の表示例の説明図である。
【符号の説明】
A 光学部材 D 光学的情報表示手段 C コンバイナ(フロントガラス) H ヘッドアップディスプレイ J 外界からの光線(外部情景光) K 情報投光装置 L 情報表示光 P 操縦者(運転手) Q 表示信号出力手段 Qa 表示信号 Q1 表示回路 Q2 相対位置算出手段 Q3 進行方向表示データ出力手段 Q3a 進行方向表示データ S 現在位置検出手段 U1 倍率入力手段 U2 座標読取手段 U3 進行方向指示手段 U1a 表示信号作成用信号 U2a 表示信号作成用信号 U3a 表示信号作成用信号

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示信号作成用信号(U1a,U2a,U3
    a)を入力するための信号入力手段(U)およびこの信
    号入力手段(U)から出力される表示信号作成用信号
    (U1a,U2a,U3a)に応じて表示信号(Qa)を出力
    する表示信号出力手段(Q)と、この表示信号出力手段
    (Q)の出力する表示信号(Qa)に応じた情報が表示
    される表示面を有する光学的情報表示手段(D)および
    前記表示面から出射した情報表示光(L)を所定の方向
    に投光する光学部材(A)を有する情報投光装置(K)
    と、操縦者(P)の前方に傾斜して設けられ、前方の外
    界の情景を操縦者(P)が視認できるように前記外界か
    らの光線(J)を前方から後方に透過させるとともに前
    記情報投光装置(K)から投光された情報表示光(L)
    を操縦者(P)が視認できる方向に向かわせるコンバイ
    ナ(C)とを備えた乗物用のヘッドアップディスプレイ
    において、前記乗物の現在位置を検出する現在位置検出
    手段(S)が設けられ、前記信号入力手段(U)は、地
    図上で指示された指示ポイントのX−Y座標を読み取る
    座標読取手段(U2)と、前記指示ポイントでの進行方
    向を指示する進行方向指示手段(U3)と、前記地図の
    縮尺倍率を入力する倍率入力手段(U1)とから構成さ
    れ、前記表示信号出力手段(Q)は、前記現在位置検出
    手段(S)、座標読取手段(U2)および倍率入力手段
    (U1)からの入力信号に応じて前記各指示ポイントの
    位置に対する現在位置を算出する相対位置算出手段(Q
    2)と、前記検出された現在位置が前記指示ポイント位
    置に接近したときに前記進行方向指示手段(U3)で指
    示された前記進行方向に基づいてその指示ポイント位置
    での進行方向表示データ(Q3a)を出力する進行方向表
    示データ出力手段(Q3)と、前記進行方向表示データ
    (Q3a)から進行方向を表示する表示信号(Qa)を出
    力する表示回路(Q1)とから構成されたことを特徴と
    するヘッドアップディスプレイ。
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