JP3835405B2

JP3835405B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP3835405B2
Application number: JP2002353785A
Authority: JP
Inventors: 直之青木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP2004187139A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自車の前方を撮影してこの撮影された映像を表示する車両用表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の表示装置では、自車の前方を赤外線カメラにより撮影して、この撮影された映像を運転者に向けて表示することにより、夜間における運転者の視界の補助を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、上記赤外線カメラにより撮影された映像を、車速が速いほど大きく拡大して表示する車両用表示装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６０−２３１１９３号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２００１−７１７９０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献２に記載の表示装置において、自車の走行状況に拘わらず一律して単純に映像を拡大させるだけでは、次のような問題が生じてしまうことを本発明者は見出した。
すなわち、自車が、前方を走行している他車に追従して走行している場合においては、単純に映像を拡大させると、前方他車のテール部付近を拡大した映像を表示することとなる。そして、このような表示内容は運転者の視界補助を行う目的に合致しない内容であり、却って運転者にとって煩わしい表示となってしまう。しかも、高速走行時には表示の拡大倍率が大きくなるため、高速走行時においては上記問題がより一層顕著となる。
本発明は、上記点に鑑み、運転者の視界を補助する映像の拡大倍率を、走行状況に応じてきめ細かく変化させるようにした、車両用表示装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、自車の前方を撮影する撮影手段（１０）と、撮影手段（１０）により撮影された映像を表示する表示手段（３０）と、自車の走行速度を検出する車速検出手段（５０）と、車速検出手段（５０）により検出された車速が速いほど、映像を拡大して表示手段（３０）に表示させる表示制御手段（４０）とを備える車両用表示装置であって、自車の前方の所定距離範囲内で他車が有るか否かを検出する前方他車検出手段（７０）と、前方他車検出手段（７０）による検出に基づき前方他車が有ると判定した場合には、前方他車が無いと判定した場合に比べて、映像の拡大倍率を小さくして表示手段（３０）に表示させる拡大表示制限手段（Ｓ１５０）とを備えることを特徴とする。
これによれば、自車の前方の所定距離範囲内で前方他車が有る場合には、前方他車に追従して自車が走行している状態であるとみなして、前方他車が無い場合に比べて小さい拡大倍率で映像を表示させるので、運転者にとって煩わしい表示となってしまうことを抑制できる。すなわち、運転者の視界を補助する映像の拡大倍率を、走行状況に応じてきめ細かく変化させることができる。
なお、本明細書において、拡大表示制限手段（Ｓ１５０）により映像の拡大倍率を小さくして表示手段（３０）に表示させるとは、拡大倍率を１００％として等倍で表示させる場合も含む意味である。
請求項２に記載の発明では、自車の前方を撮影する撮影手段（１０）と、計器盤（１）内に配置されて、撮影手段（１０）により撮影された映像を示す表示光を計器盤（１）の開口部（２）を通してフロントウインドシールド（４）に向けて出射するための表示手段（３０）と、車速検出手段（５０）により検出された車速が速いほど、映像を拡大して表示手段（３０）に出射させる表示制御手段（４０）とを備える車両用表示装置であって、自車の前方の所定距離範囲内で他車が有るか否かを検出する前方他車検出手段（７０）と、前方他車検出手段（７０）による検出に基づき前方他車が有ると判定した場合には、前方他車が無いと判定した場合に比べて、映像の拡大倍率を小さくして表示手段（３０）に出射させる拡大表示制限手段（Ｓ１５０）とを備えることを特徴とする。
これによれば、自車の前方の所定距離範囲内で前方他車が有る場合には、前方他車に追従して自車が走行している状態であるとみなして、前方他車が無い場合に比べて小さい拡大倍率で映像を表示させるので、運転者にとって煩わしい表示となってしまうことを抑制できる。すなわち、運転者の視界を補助する映像の拡大倍率を、走行状況に応じてきめ細かく変化させることができる。
請求項３に記載の発明では、前方を走行する他車との車間距離が所定の距離となるように自車の走行速度を制御する車間距離制御装置（２００）を備える車両に搭載された、請求項１または２に記載の車両用表示装置であって、車間距離制御装置（２００）に備えられて車間距離を検出する車間距離検出手段（７０）を、前方他車検出手段に適用して兼ねさせることを特徴とする。
これにより、前方他車検出手段（７０）専用の部品を新規に備える車両用表示装置に比べて、部品点数の削減を図ることができる。
ここで、前方他車が有ると判定した場合のなかでも、前方他車との車間距離が短い場合であるほど、前方他車のテール部付近を拡大した映像が画面いっぱいに表示されることとなり、運転者にとってより一層煩わしい表示となってしまう。そこで、請求項４に記載の発明のように、前方他車が有ると判定した場合に、前方他車との車間距離が短いほど拡大倍率を小さく設定すれば、運転者にとって煩わしい表示となってしまうことをより一層抑制でき、好適である。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明の車両用表示装置を、夜間における運転者の視界を補助するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）に適用した一実施形態であり、図１にヘッドアップディスプレイ１００の概略を示す。
ヘッドアップディスプレイ１００は、図１に示すように、車両のインストルメントパネル１の内側に配設されて、開口部２を通してフロントウインドシールド３に向けて表示光を出射する。表示光は、赤外線カメラにより撮影された自車の前方の映像を示すものであって、フロントウインドシールド３の内側に設けられた反射膜４（コンバイナ）によって矢印Ｙのように運転者側に反射する。このことにより、運転者が表示光により車両前方の映像を虚像ｍとして視認することになる。
以下に、ヘッドアップディスプレイ１００の構成について図２を用いて説明する。
ヘッドアップディスプレイ１００は、図２に示すように、撮影手段としての赤外線カメラ１０、赤外線ランプ２０、表示手段としての表示ユニット３０および表示制御用電子制御装置（以下、表示制御用ＥＣＵと呼ぶ。）４０から構成されている。
赤外線カメラ１０は、例えばルームミラー近傍に配置されて、車両前側の物体から入射される近赤外光に基づき、車両前方を撮影する。撮影された映像データを、Ｌ１（縦）×Ｌ２（横）サイズの帯状データとして好適である。なお、上記Ｌ１、Ｌ２は、映像データの画素数（ドット数）を示す数値である。また、近赤外光とは、波長８００ｎｍ〜１０００ｎｍをピークとして人間には視認不能な光である。
赤外線ランプ２０は、表示制御ＥＣＵ４０により制御されて、車両前側の所定角度θの範囲に向けて近赤外光を出射する。また、表示ユニット３０は、例えば液晶表示パネルであって、赤外線カメラ１０により撮影された映像を示す表示光をフロントウインドシールド３の反射膜４に向けて出射する。
表示制御ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータおよびメモリを備えており、車速センサ５０、イグニッションスイッチ６０、前方車間センサ７０およびヘッドランプの操作スイッチ８０から出力された信号が入力される。マイクロコンピュータは、赤外線ランプ２０を点灯させるための処理、赤外線カメラ１０により取得される帯状映像のうち車速センサ５０、前方車間センサ７０等の各センサ出力に応じて表示すべき映像を抽出してこの映像を表示ユニット３０に表示させるための処理などを実行する。
メモリは、マイクロコンピュータの処理に伴うデータを記憶するとともに、マイクロコンピュータのコンピュータプログラムを記憶する。車速センサ５０は自車の走行速度を検出する車速検出手段である。前方車間センサ７０は、前方を走行する他車との車間距離を検出する車間距離検出手段である。
ここで、ヘッドアップディスプレイ１００が搭載される本実施形態の車両には、前方を走行する他車との車間距離が所定の距離となるように自車の走行速度を制御する車間距離制御装置２００を備えている。車間距離制御装置２００は、自車の前方を走行する前方他車との車間距離を検出する車間距離検出手段としての前方車間センサ、当該前方車間センサにより検出された車間距離が所定の距離となるように車両の駆動装置および制動装置の作動を制御する車間制御ＥＣＵ２１０とを備える。
そして、車間距離制御装置２００の前方車間センサとヘッドアップディスプレイ１００の前方車間センサ７０とを兼用させており、１つの前方車間センサ７０から車間距離検出信号が、車間制御ＥＣＵ２１０および表示制御ＥＣＵ４０のそれぞれに出力されている。これにより、部品点数の低減を図っている。
なお、本発明の実施にあたり、両ＥＣＵ４０、２１０の相互間で通信可能に構成し、前方車間センサ７０は一方のＥＣＵ２１０に検出信号を出力し、一方のＥＣＵ２１０から他方のＥＣＵ４０に当該検出信号を送信するようにしてもよい。
次に、本実施形態の作動について図３を用いて説明する。表示制御ＥＣＵ４０のマイクロコンピュータが、図３に示すフローチャートに従って、コンピュータプログラムを実行する。このコンピュータプログラムは、繰り返し実行されるものである。
先ず、イグニッションスイッチ（ＩＧ）６０から出力信号に応じて、イグニッションスイッチ６０がオンしているか否かを判定する（ステップＳ１００）。イグニッションスイッチ６０がオンしているときにはＹＥＳと判定すると、ステップＳ１１０に移行して、現時刻が夜間であるか否かを判定する。
具体的には、車両のヘッドランプの操作スイッチ８０からスイッチ信号に基づき、操作スイッチ８０に対してヘッドランプを点灯させるための操作が行われているか否かを判定する。ここで、操作スイッチ８０に対してヘッドランプを点灯させるための操作が行われている場合には、現時刻が夜間であるとしてＹＥＳと判定する。
次に、赤外線ランプ２０によって自車の前方に向けて近赤外光を出射させる。これに加えて、赤外線カメラ１０により自車の前方の映像を撮影させる（ステップＳ１２０）。
次に、前方車間センサ７０のセンサ出力に基づき、自車の前方の第１所定距離範囲内で他車が有るか否かを判定する（ステップＳ１３０）。具体的には、前方車間センサ７０により、車間距離が第１所定距離以上であるか否かを判定する。第１所定距離より長い場合であるとき、自車の前方に他車が無いとしてＮＯと判定し、ステップＳ１４０に進む。
ここで、赤外線ランプ２０により投光可能な範囲より遠い範囲の映像は鮮明な撮影表示が不能である。従って、上記第１所定距離は、赤外線ランプ２０により投光可能な最大距離に設定して好適であり、本実施形態では第１所定距離を約１５０ｍに設定している。
ところで、自車の前方の映像を表示して運転者の視界を補助する本発明のような表示装置では、車速が速いほど、車両前方における遠方の障害物を早期に表示して運転者に報知させる必要がある。従って、車速が速いほど車両前方の映像を拡大して表示すれば早期に報知させるのに好適である。
そこで、ステップＳ１４０では、車速センサ５０により検出された車速に応じて、映像を拡大して表示ユニット３０に表示させている。図４は、表示の拡大倍率と車速との関係を示す特性図であり、この特性図に基づいて拡大倍率を変化させている。
図５は、車間距離が第１所定距離（例えば１５０ｍ）より大きい状態、すなわち、前車無しの状態において、ステップＳ１４０の拡大表示処理による虚像表示ｍの状態を示す図であり、図５（ａ）は、拡大倍率１００％で表示させた通常表示時の虚像表示ｍの状態を示し、図５（ｂ）は、拡大倍率２００％で表示させた拡大表示時の虚像表示ｍの状態を示す図である。因みに、図５中の符号Ｃは、自車の前方を走行している他車を示している。
一方、ステップＳ１３０にて、車間距離が第１所定距離以内であるときは、自車の前方に他車が有るとしてＹＥＳと判定し、ステップＳ１５０に進む。そして、拡大倍率を１００％に固定して表示ユニット３０に映像を表示させている。すなわち、拡大して表示することを禁止する。
図６（ａ）は、車間距離が上記第１所定距離以内であり、前方他車有りの状態、すなわち、前方他車に追従して自車が走行している状態において、ステップＳ１５０の拡大禁止表示処理による虚像表示ｍの状態を示す図である。仮に、このように前方他車に追従して自車が走行している状態で映像を拡大させて表示させてしまうと、図６（ｂ）に示すように、前方他車Ｃのテール部付近を拡大した映像を表示することとなる。そして、このような表示内容は運転者の視界補助を行う目的に合致しない内容であり、却って運転者にとって煩わしい表示となってしまう。
これに対し、本実施形態によれば、前方他車に追従して自車が走行している状態では、映像を拡大して表示することを禁止するので、運転者にとって煩わしい表示となってしまうことを抑制できる。
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、自車の前方に他車が有るとステップＳ１３０で判定された場合には、ステップＳ１５０において、拡大倍率を１００％に固定して表示ユニット３０に映像を表示させているが、本実施形態では、前方他車が有るとステップＳ１３０で判定された場合に、完全に拡大することを禁止するのではなく、状況に応じて拡大倍率を変化させるものである。但し、前方他車が無いと判定された場合に比べて小さい拡大倍率となるようにする。
具体的には、図７に示すように、車間距離が第１所定距離より長い場合には、図７中の実線に示すように拡大させて、第１実施形態のステップＳ１４０と同様の拡大表示処理により映像を表示させる。そして、車間距離が第１所定距離以内であり、かつ、第２所定距離より長い場合には、ステップＳ１３０にて前方他車有りと判定され、第１実施形態のステップＳ１５０の代わりに拡大抑制表示処理を行う。
この拡大抑制表示処理では、図７中の一点鎖線および点線に示すように、前方他車が無いと判定した場合に比べて拡大倍率を小さくし、かつ、前方他車との車間距離が短いほど拡大倍率を小さく設定する。そして、車間距離が第２所定距離以内となった場合に拡大して表示することを禁止する。
ここで、ロービーム状態の車両ヘッドライトにより投光可能な範囲の映像をヘッドアップディスプレイ１００で表示させることは、そもそも、運転者に対する視界補助の必要性がない。よって、上記第２所定距離は、ロービーム状態の車両ヘッドライトにより投光可能な最大距離に設定して好適であり、本実施形態では第２所定距離を約７０ｍに設定している。
因みに、図７中の点線は、車間距離が第２所定距離以内である場合の特性図であり、図７中の一点鎖線は、車間距離が第１所定距離以内、かつ、第２所定距離より長い場合（例えば１００ｍ）の特性図である。
以上により、本実施形態によれば、前方他車が有ると判定した場合に、前方他車との車間距離が短いほど拡大倍率を小さく設定するので、運転者にとって煩わしい表示となってしまうことをより一層抑制でき、好適である。
（他の実施形態）
上記第１および第２実施形態では、本発明の車両用表示装置にヘッドアップディスプレイを適用しているが、本発明はこれに限らず、液晶ディスプレイなどの表示パネルを運転者に向けて配置して、この表示パネルによる表示を直接的に運転者に視認させるようにしてもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、夜間における運転者の視界を補助する表示装置に本発明を適用しているが、本発明は夜間の視界補助に限らず、例えば、大雨の場合や霧発生の場合の視界補助を行う表示装置に適用してもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、車間距離制御装置２００を備える車両に搭載された表示装置に本発明を適用させて、車間距離制御装置２００の前方車間センサとヘッドアップディスプレイ１００の前方車間センサ７０とを兼用させているが、本発明はこれに限られるものではなく、ヘッドアップディスプレイ１００専用の前方車間センサ７０を備えるようにしてもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、赤外線ランプ２０から投光された赤外線のうち車両前方の物体に反射した光線を赤外線カメラ１０で撮影する方式（アクティブ方式）のヘッドアップディスプレイ１００を採用しているが、本発明の実施にあたり、赤外線ランプ２０を廃止して、車両前方の物体自身から発生している光線を撮影手段１０としての暗視カメラで撮影する方式（パッシブ方式）のヘッドアップディスプレイ１００を採用してもよい。
また、上記第１および第２実施形態では、図４および図７に示すように、撮影された映像の拡大倍率を車速に比例して変化させているが、本発明の実施にあたり、上記拡大倍率を車速に応じて段階的に変化させるようにして、拡大表示が行われていることを運転者に積極的に実感させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るヘッドアップディスプレイの概略を示す図である。
【図２】図１の車両用ヘッドアップディスプレイの概略構成を示す図である。
【図３】図２の表示制御ＥＣＵの作動を示すフローチャートである。
【図４】図３の拡大表示処理ステップにて用いる、表示の拡大倍率と車速との関係を示す特性図である。
【図５】図３の拡大表示処理ステップにおける虚像表示状態を示す図であり、（ａ）は通常表示時の虚像表示状態図であり、（ｂ）は拡大表示時の虚像表示状態図である。
【図６】（ａ）は、図３の拡大禁止表示処理ステップにおける虚像表示状態を示す図であり、（ｂ）は、前車追従時に拡大表示した場合の虚像表示状態を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る拡大表示処理ステップにて用いる、表示の拡大倍率と車速との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１０…赤外線カメラ（撮影手段）、３０…表示ユニット（表示手段）、
４０…表示制御ＥＣＵ（表示制御手段）、
５０…車速センサ（車速検出手段）、
７０…前方車間センサ（前方他車検出手段）、Ｓ１５０…拡大表示制限手段。

Claims

自車の前方を撮影する撮影手段（１０）と、
前記撮影手段（１０）により撮影された映像を表示する表示手段（３０）と、
自車の走行速度を検出する車速検出手段（５０）と、
前記車速検出手段（５０）により検出された車速が速いほど、前記映像を拡大して前記表示手段（３０）に表示させる表示制御手段（４０）とを備える車両用表示装置であって、
自車の前方の所定距離範囲内で他車が有るか否かを検出する前方他車検出手段（７０）と、
前記前方他車検出手段（７０）による検出に基づき前記前方他車が有ると判定した場合には、前記前方他車が無いと判定した場合に比べて、前記映像の拡大倍率を小さくして前記表示手段（３０）に表示させる拡大表示制限手段（Ｓ１５０）とを備えることを特徴とする車両用表示装置。
自車の前方を撮影する撮影手段（１０）と、
計器盤（１）内に配置されて、前記撮影手段（１０）により撮影された映像を示す表示光を前記計器盤（１）の開口部（２）を通してフロントウインドシールド（４）に向けて出射するための表示手段（３０）と、
前記車速検出手段（５０）により検出された車速が速いほど、前記映像を拡大して前記表示手段（３０）に出射させる表示制御手段（４０）とを備える車両用表示装置であって、
自車の前方の所定距離範囲内で他車が有るか否かを検出する前方他車検出手段（７０）と、
前記前方他車検出手段（７０）による検出に基づき前記前方他車が有ると判定した場合には、前記前方他車が無いと判定した場合に比べて、前記映像の拡大倍率を小さくして前記表示手段（３０）に出射させる拡大表示制限手段（Ｓ１５０）とを備えることを特徴とする車両用表示装置。
前方を走行する他車との車間距離が所定の距離となるように自車の走行速度を制御する車間距離制御装置（２００）を備える車両に搭載された、請求項１または２に記載の車両用表示装置であって、
前記車間距離制御装置（２００）に備えられて前記車間距離を検出する車間距離検出手段（７０）を、前記前方他車検出手段に適用して兼ねさせることを特徴とする車両用表示装置。
前記前方他車が有ると判定した場合に、前記前方他車との車間距離が短いほど前記拡大倍率を小さく設定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用表示装置。