JP4140110B2 - 表示システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、ナビゲーション装置や車載テレビ等、車両用の各種情報提供装置が普及しつつある。そして、ナビゲーション用の画面（ナビ画面）とテレビ用の画面（ＴＶ画面）は、１つの表示装置に切り替えて表示するのが一般的である。
【０００３】
ところで、従来の表示装置の配置場所を大別するとオンダッシュタイプとインダッシュタイプの２つがある。オンダッシュタイプは、ダッシュボード上に金具などで固定するものであるダッシュボード上に固定的に配置するタイプであるため、前方の視界を遮らないように配置することが困難な場合もある。
【０００４】
一方、インダッシュタイプは、一般的にインストルメントパネル内のオーディオ機器用スペースに配置するものであり、いわゆる「１ＤＩＮ」サイズの場合には、表示モニタの不使用時はインストルメントパネル内（ダッシュボード内）に収納され、使用時には前方へスライドして起きあがってくるようにされている。このタイプのものは、表示面をユーザの見易い角度に調整できることが多い。また、いわゆる「２ＤＩＮ」タイプの場合には角度調整ができるものは少ない。いずれにしても、ユーザの視線からすると表示面自体が相対的に低い位置にあり、ユーザから見づらくなる傾向にある。
【０００５】
また、表示装置のサイズに関しても、例えばワイド画面などのように従来よりも多少大きな画面が実現されてはいるが、その大きさには限度がある。そのため、例えばナビ画面として道路地図を表示させたい場合には、表示画面のサイズに規制されてしまい、現在表示されている地域の周辺まで見たい場合には、縮尺を小さくするか、あるいはユーザ自ら地図のスクロール操作をしなくてはならなかった。縮尺を小さくすると細部が判らないので、結局はユーザにスクロール操作を強制してしまうこととなる。
【０００６】
また、ナビゲーション装置においては、現在地から目的地までの適切な経路を演算して求めて経路案内をする機能があり、現在地だけではなく目的地周辺の地図も見たい場合がある。しかしながら、目的地周辺の地図を見たい場合には、やはり縮尺を小さくするかスクロール操作しかなく、縮尺の大きな状態で細部まで知るためには、結局ユーザがスクロール操作しなくてはならない。なお、ワイド画面を採用して、２画面表示できる機能自体はあるが、上述したように画面サイズ自体がかなり制約されるため１画面分のサイズが小さく、結局は、ユーザへのスクロール操作を強制してしまうことが多くなると考えられる。
【０００７】
さらに、いわゆるメニュー画面を表示させる場合には、地図画面から切り替えるか、あるいは地図画面上に表示することとなり、メニュー画面と地図画面を同時に見ることはできない。また、近年、外部の情報センタから情報を受信して、その情報を表示する機能を備えたものもあるが、その場合も、やはりその他の画面と切り替えるか、重ねて表示するしかなく、複数の情報をそれぞれ十分な情報量にて表示することはできなかった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を解決するために、ユーザが見たい複数の情報をユーザの見易い十分な情報量にて表示することが可能な使い勝手のよい表示システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の表示システムは、表示にて情報提供を行う車載機器と、車両用ヘッドアップディスプレイと、投写型である当該車両用ヘッドアップディスプレイとは異なる、直視型の表示装置と、表示制御手段と、を備えている。車両用ヘッドアップディスプレイでは、プロジェクタが、車載機器からの表示要求に従って表示情報を生成し、スクリーン部への投写を行う。ここで、スクリーン部は車両のフロントガラスの内面に一体化して設けられるか、またはフロントガラスの手前に配置されている。
【００１０】
スクリーン部は、例えば請求項３に示すように、電圧の印加によって着・消色し、光透過率に可逆的変化が生じる光透過率可変ガラスにて構成してもよいし、請求項４に示すように半透過ミラーにて構成してもよい。
光透過率可変ガラスは、例えば導電剤を添加したネマティック液晶を素材とし、電圧を印加すると透明状態が白濁化するＤＳ（Dynamic Scattering）効果（動的散乱効果）を利用した構成とすることが考えられる。また、中央に着色層と電解質層を配置し、それらを透明導電膜で両側から挟み、さらにそれらをガラスで両側から挟んだ構成のエレクトロクロミックガラスを光透過率可変ガラスとして用いてもよい。
【００１１】
これらは、いずれも印加電圧の制御をすることによって透過率を変えることができるので、必要なときだけ透過率を下げることで表示に適したものとし、それ以外は透過率を上げておけばよい。
一方、半透過ミラーは、例えばガラスなどに酸化金属膜を蒸着して形成することが考えられる。なお、この場合には、透過率が不変となるが、フロントガラスの可視光線透過率を所定値以上に確保することが規格によって定められているので、それに従う必要がある。
【００１２】
そして、車載機器は、少なくとも地図の拡大表示を含む情報提供を行うものであり、車両用ヘッドアップディスプレイの制御手段は、スクリーン部における表示可能領域を考慮し、車載機器から表示要求のあった表示情報の少なくとも表示サイズを調整して、プロジェクタによるスクリーン部への投写を制御する。なお、スクリーン部の表示領域は、最大限、フロントガラスと同じサイズにすることができる。もちろんフロントガラスのサイズよりも小さくしてもよいが、後述するように、大きな投写サイズの表示情報を表示でき、また複数の表示情報を表示できるようなサイズの「表示可能領域」とする。
【００１３】
そして、制御手段は、スクリーン部に表示されている地図を拡大表示させる場合には、拡大した地図を、その地図の縮尺の拡大率と同じだけ拡大した表示領域に表示するようプロジェクタを制御する。
制御手段が行う他の調整としては、例えば請求項５に示すように、外部からの指示に基づき、表示情報の表示サイズ、表示位置、表示数を調整してスクリーン部へ投写するようプロジェクタを制御することが考えられる。外部からの指示としては、車載機器に対して利用者がスイッチなどで指示を入力できる構成を前提にすれば、その利用者からの指示に対応したものとなる。
また、表示制御手段は、プロジェクタからスクリーン部へ表示情報を投写することによる表示を実行する際には、表示装置においては画面切り替えによって表示させるか、重ねて表示させざるを得なかった複数の画像を、同時に表示させる。
【００１４】
例えば、車載機器がナビゲーション装置である場合を想定する。既に表示されている地図を拡大表示させる指示があった場合、制御手段はプロジェクタを制御して、スクリーン部における当該地図用の表示可能領域全体に投写させる。これはスクリーン部の全体でもよいし、あるいはスクリーン部の一部を地図用の表示可能領域として設定してもよい。
【００１５】
従来のような直視型の表示装置の場合には、画面サイズが決まっていたため、地図を拡大させると、拡大前の周辺部分の地図は表示されなくなる。これに対して本発明の車両用ヘッドアップディスプレイでは、最大限フロントガラスと同サイズのスクリーン部を用い、拡大した地図を地図用の表示可能領域全体に投写できるため、拡大前の周辺部分の地図も表示されることとなる。また、複数の表示情報を同時に表示させることもできる。繰り返すが、スクリーン部の「表示可能領域」とは、このように大きな投写サイズの表示情報を表示でき、また複数の表示情報を表示できるようなサイズの領域を意味する。
【００１６】
このように、フロントガラスという相対的に大きな表示領域を確保できる部分をスクリーン部としたため、以下に示すように、従来の直視型の表示装置において、表示可能領域が小さいことに起因して生じていた不都合が、本発明では生じない。
【００１７】
（１）例えば、従来のナビゲーション装置において、現在表示されている地域の周辺までを現縮尺のままで見たい場合には、ユーザ自ら地図のスクロール操作をしなくてはならなかった。さらに、全てを同時に見ることができないため、部分的な地図の視覚イメージを頭の中でつなぎ合わせて構築する必要があった。
【００１８】
これに対して、本発明の場合には相対的に大きな表示領域を確保できるため、利用者が所望する領域の地図を一度に見ることができる。
（２）また、ナビゲーション装置の経路案内機能に関して、現在地だけではなく目的地周辺の地図も見たい場合に、それらを表示装置に２画面表示してしまうと、それぞれの画面サイズ自体がかなり制約されるため、いずれかの画面での地図に関して、上述した（１）のように周辺まで見たい場合には、やはりユーザへのスクロール操作を強制してしまう。
【００１９】
さらに、いわゆるメニュー画面を表示させる場合に従来装置では、地図画面から切り替えるか、あるいは地図画面上に表示することとなり、メニュー画面と地図画面を同時に見ることはできなかった。また、外部の情報センタから受信した情報を表示する際も、やはりその他の画面と切り替えるか、重ねて表示するしかなく、複数の情報をそれぞれ十分な情報量にて表示することはできなかった。
【００２０】
これに対して、本発明の場合には複数の表示情報を、それぞれ相対的に大きな表示領域を確保して表示させることができる。したがって、上述例で言えば、利用者が所望する現在地と目的地の地図を、それぞれ十分な大きさで一度に見ることができ、また、地図画面、メニュー画面、外部の情報センタから受信した情報などを同時に見ることも可能である。
また、スクリーン部に表示されている地図を拡大表示させる場合には、拡大した地図を、その地図の縮尺の拡大率と同じだけ拡大した表示領域に表示するため、ユーザは、拡大後も拡大前と同じ領域の地図を見ることができる。
【００２１】
このように、本発明は、ユーザが見たい複数の情報をユーザの見易い十分な情報量にて表示することができ、非常に使い勝手がよい。
ところで、本発明はスクリーン部としてフロントガラス部分（内面に一体化したもの、あるいは手前に配置するものの両方を含む意）を利用しているため、例えば請求項２に示すように、停止状態判定手段にて車両が停止していると判定された場合に限り、プロジェクタからスクリーン部へ表示情報を投写することによる表示を実行するようにすることが考えられる。つまり、スクリーン部へ相対的に大きなサイズで情報を表示したり、複数の情報を表示すると、利用者がフロントガラスを通して外部状況を的確に認識しにくくなってくる。したがって、このような状況での走行は安全面から好ましくないため、車両が停止中である場合に限って表示するようにすればよい。
【００２２】
なお、制御手段が行う「表示に関する制御」としては、請求項７に示すように、制御手段が、さらに、同時に表示する表示情報の数も調整可能であり、プロジェクタが所定の上限数の表示情報を同時に投写している状態で、さらに新しい表示情報の表示要求があった場合には、優先度の低い表示情報と入れ替えて投写するようプロジェクタを制御してもよい。また、請求項８に示すように、プロジェクタが複数の表示情報を同時に投写している状態で、その内の特定の表示情報について表示領域を拡大させる要求があった場合には、優先度の低い表示情報の表示を取りやめて、特定の表示情報を拡大して投写するようプロジェクタを制御してもよい。このようにすれば、ユーザが見たい複数の情報をユーザの見易い十分な情報量にて表示する、という観点からは好ましいと言える。また、請求項９に示すように、制御手段が、さらに、表示情報の表示位置も調整可能であり、外部からの指示に基づき、スクリーン部における表示可能領域内の任意位置に表示情報を投写するようプロジェクタを制御してもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００２５】
図１は、本実施例の表示システムの全体構成を表すブロック図である。
本実施例の表示システム１０は、概略的には、「車載機器」としてのナビゲーション装置１０ａと、車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂとから構成されている。
【００２６】
まず、ナビゲーション装置１０ａの構成について説明する。本ナビゲーション装置１０ａは、車両の現在位置を検出する位置検出器１２と、テレビ（ＴＶ）アンテナ１４ａを介してＴＶ放送信号を受信するＴＶチューナ１４と、各種道路交通情報を収集するため、ラジオアンテナ１６ａを介してＦＭ放送信号を受信したり、道路近傍に配置されたＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報システム）サービス用の固定局から、電波ビーコン信号及び光ビーコン信号を受信するＶＩＣＳ受信機１６と、無線電話回線を介して情報センタＣとの間でデータ通信を行う通信装置１８と、地図データ入力器２０と、当該装置１０への各種指令を入力するための操作スイッチ群が設けられたリモコン（図示せず）からの信号を入力するリモコンセンサ２２と、外部メモリ２４と、計器板（インパネ）に表示画面が埋め込まれ、スピードメータやタコメータ等の表示の他、ナビゲーション画面やＴＶ画面等の各種表示を行うための表示装置２６と、リモコンセンサ２２を介して入力される各種指令に従い、位置検出器１２，ＴＶチューナ１４，ＶＩＣＳ受信機１６，通信装置１８，センサ群２０，外部メモリ２４，表示装置２６の制御を行うことにより各種処理を実行する制御回路３０とを備えている。
【００２７】
ここで、位置検出器１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System） 用の人工衛星からの送信電波をＧＰＳアンテナを介して受信し、車両の位置，方位，速度等を検出するＧＰＳ受信機１２ａと、車両に加えられる回転運動の大きさを検出するジャイロスコープ１２ｂと、車速センサや車輪センサ等からなり車両の走行距離を検出するための車速センサ１２ｃと、地磁気に基づいて絶対方位を検出するための地磁気センサ１２ｄとを備えている。そして、これら各センサ等１２ａ〜１２ｄは、各々が性質の異なる誤差を有しているため、互いに補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては、上述したセンサ等１２ａ〜１２ｄの中の一部のみを用いて構成してもよく、また、左右操舵輪の回転差などから得られる車両のステアリング角を累積して方向を求めるセンサ等を用いてもよい。
【００２８】
また、地図データ入力器２０は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、地図データ及び後述する施設データを含む各種データを入力するための装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭを用いるのが一般的であるが、例えばＤＶＤやメモリカード等の他の媒体を用いても良い。地図データは、交差点等の複数のノード間をリンクにより接続して地図を構成したものであって、それぞれのリンクに対し、リンクを特定する固有番号（リンクＩＤ）、リンクの長さを示すリンク長、リンクの始端と終端とのＸ・Ｙ座標、リンクの道路幅、および道路種別（有料道路等の道路情報を示すもの）のデータからなるリンク情報を記憶している。
【００２９】
表示装置２６はカラー表示装置であり、その画面には、位置検出器１２にて検出した車両の現在地を示すマークと、地図データ入力器２０より入力された地図データと、更に地図上に表示する誘導経路、名称、目印等の付加データとを重ねて表示することができる。また、リモートコントロール端末（以下「リモコン」と称す）を介してリモコンセンサ２２から目的地の位置および、必要に応じて高速道路等の特定の経路の指定（すなわち通過点の指定）を入力すると、現在地からその目的地までの最適な経路を自動的に選択して誘導経路を形成し表示する、いわゆる経路案内機能も備えている。このような自動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。なお、この誘導経路の設定・表示については本発明の主要な特徴部分ではないので、詳しい説明は省略する。
【００３０】
一方、外部メモリ２４は、ナビゲーション関連処理を実行する際のメモリ部分として機能し、ＶＲＡＭなどを備えている。ＶＲＡＭとしては、高速アクセスが可能なものを採用することが好ましい。
また、制御回路３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、位置検出器１２からの各検出信号に基づいた車両の現在位置、地図データ入力器２０を介してＣＤ−ＲＯＭなどから読み出した現在位置付近の地図、ＶＩＣＳ受信機１６や通信装置１８を介して獲得した各種交通情報等を表示画面上に表示したり、ＴＶチューナ１４を介して受信したＴＶ信号をＴＶ画面に表示させるＴＶ表示処理、各種状況や環境の変化に応じて、表示画面に表示すべき情報を適宜切り換える表示制御処理等を実行する。
【００３１】
次に、車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂの構成について説明する。
本車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂは、プロジェクタ３２、スクリーン部３５及び電圧制御部３７を基本構成とし、それらを制御する主体である制御回路３０などから構成されている。なお、本実施例の表示システム１０では、制御回路３０がナビゲーション装置１０ａの制御主体でもあり、車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂの制御主体でもあるように構成したが、別体の制御回路として構成しても何ら問題はない。
【００３２】
前記プロジェクタ３２は、制御回路３０から送られた画像信号や同期信号などに基づき、表示情報を生成してスクリーン部３５へ投写するものであり、本実施例では、車両のダッシュボード内に配置されている。なお、プロジェクタ３２で扱える信号がナビゲーション装置１０ａにて扱っている信号と同形式でない場合には、プロジェクタ３２にて扱える形式に信号変換する必要がある。これは、制御回路３０内あるいはプロジェクタ３２内のいずれかに設ければよい。もちろん、信号が同型式であれば、このような信号変換用の機構は不要である。
【００３３】
一方、本実施例のスクリーン部３５は、図２（ａ）に示すように、車両のフロントガラス４０の内面に一体化して設けられている。つまり、光透過率可変ガラス３５が通常のフロントガラス用ガラス４２によって両側から挟まれた構成とされている。光透過率可変ガラス３５は、その内部に、導電剤を添加したネマティック液晶層を有している。この導電剤を添加したネマティック液晶は、７〜３０Ｖの動作電圧を印加すると、ＤＳ（Dynamic Scattering）効果（動的散乱効果）によって透明状態から白濁化する性質を持つ。
【００３４】
したがって、電圧制御部３７を介して印加する電圧を制御すれば、透明状態と白濁化状態を切り替えることができる。なお、一般的な車両で用いられるバッテリ電圧は１２Ｖであるため、このバッテリ電圧を利用すれば十分である。制御回路３０から電圧制御部３７へは透過率を指示する信号が出され、電圧制御部３７はその指示された透過率を実現できるような動作電圧を光透過率可変ガラス３５に印加することとなる。
【００３５】
この電圧印加のための電極は、図２（ｂ）に示すように、フロントガラス４０の上下にそれぞれ複数個の上部電極３６及び下部電極３８が設けられている。そのため、電圧を印加する上部電極３６及び下部電極３８を制御すれば、白濁化させる領域を調整することが可能である。なお、本実施例においては、ほぼフロントガラス４０の全面にわたって、その内面に光透過率可変ガラス３５が設けられているため、光透過率可変ガラス３５を白濁化させることによって表示情報を表示可能な領域は、ほぼフロントガラスと同じ大きさとなる。
【００３６】
次に、本実施例の表示システム１０の動作について説明する。
上述したように、制御回路３０は、位置検出器１２からの各検出信号に基づいた車両の現在位置、地図データ入力器２０を介してＣＤ−ＲＯＭなどから読み出した現在位置付近の地図、ＶＩＣＳ受信機１６や通信装置１８を介して獲得した各種交通情報等を表示画面上に表示したり、ＴＶチューナ１４を介して受信したＴＶ信号をＴＶ画面に表示させるＴＶ表示処理、各種状況や環境の変化に応じて、表示画面に表示すべき情報を適宜切り換える表示制御処理等を実行する。但し本実施例の場合には、この表示情報の表示先が２種類ある。つまり、表示装置２６そのものに表示する「直視型」と、プロジェクタ３２によってスクリーン部３５へ投写して表示する「投写型」である。したがって、制御回路３０は、まず、車両の状態に応じてこれら２種類の表示先を切り替える。そして、プロジェクタ３２によってスクリーン部３５へ投写して表示する場合には、表示情報の表示サイズ、表示位置、同時に表示する数を調整することができる。
【００３７】
それでは、制御回路３０のＣＰＵにて繰り返し実行される表示制御に係る処理を示す図３のフローチャートに沿って説明する。
図３の最初のステップ１０では、車速が０か否かを判断する。これは、位置検出器１２中の車速センサ１２ｃからの車速データに基づいて判断する。そして、車速が０でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、つまり車両が走行中の場合は表示装置２６に表示するが（Ｓ２０）、車速が０の場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、つまり車両が停止中の場合は、プロジェクタ３２によってスクリーン部３５へ投写して表示する（Ｓ３０）。
【００３８】
このようにスクリーン部３５に表示している状態においては、利用者はリモコンを介してリモコンセンサ２２から表示情報の表示サイズ、表示位置、同時に表示する数を指示することができる。したがって、マニュアル設定モードになっており（Ｓ４０：ＹＥＳ）、さらに指示入力があった場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、その指示内容に応じた表示状態の制御を行う（Ｓ６０〜Ｓ１３０）。なお、マニュアル設定モードへの切替は、例えば専用スイッチにて切り替えるか、あるいはリモコンにてモード設定操作ができるようにしておけばよい。
【００３９】
続いて、Ｓ６０以降の処理について説明する。まず、入力された指示が画面の移動の場合には（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｓ７０に移行して画面移動処理を行う。この画面移動は、図４（ａ）に例示するように、既にスクリーン部３５に表示されている画面Ｇ１１を、例えば画面Ｇ１２に示すように任意の位置へ移動させる処理である。この際、例えばリモコンにジョイスティックのような操作子を設けておき、利用者がそのジョイスティックを倒す方向へ移動させてもよいし、あるいは上下左右それぞれの方向へ移動させるためのスイッチを設けておき、そのスイッチが押された回数（あるいは押下継続時間）などに応じて移動させてもよい。なお、当然であるが、このように画面が移動しても、プロジェクタ３２自体の角度が変わるわけではない。
【００４０】
また、入力された指示が画面の大きさの変更の場合には（Ｓ８０：ＹＥＳ）、Ｓ９０に移行して画面の拡大・縮小処理を行う。この画面の拡大・縮小は、図４（ｂ）に例示するように、既にスクリーン部３５に表示されている画面Ｇ２１を、例えば画面Ｇ２２に示すように拡大したり、画面Ｇ２３に示すように縮小したりする処理である。なお、この拡大・縮小は、画面サイズの拡大・縮小であり、例えば地図表示する場合の地図の縮尺を拡大したり、縮小したりする処理とは直接的には関係ない。但し、特に画面拡大の場合には、地図の縮尺の拡大に伴って指示される場合もある。つまり、地図の縮尺の拡大率と同じだけ画面も拡大すれば、拡大前と同じ領域内の地図が表示されることとなる。したがって、利用者が地図の拡大をリモコンにて指示した場合、制御回路３０は、拡大した地図を拡大した表示領域にて表示するよう制御することもできる。
【００４１】
また、入力された指示が画面数の変更の場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行して、削除させたい画面あるいは追加表示させたい画面の選択を行う。これは、利用者が表示画面上で指定したり、別途メニューを表示させてその中から指定して選択することが考えられる。具体的には、通常のメイン画面、スタート地点画面、ゴール地点画面、ランドマーク画面、ハイウェイモード画面、検索画面、ＶＩＣＳ画面、文字放送画面、交差点拡大図画面、詳細画面、市街図画面などが挙げられる。
【００４２】
図４（ｃ）に例示するように、スクリーン部３５に画面Ｇ３１が１つだけ表示されている場合に、追加させる画面を指定していくと、例えば図４（ｄ）に示すように、画面Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，Ｇ３５などが追加表示される。但し、本実施例では、同時に表示する画面数は５を上限としている。したがって、Ｓ１２０では画面数が５以下かどうかを判断し、５以下の場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、それぞれ所定位置に画面表示を行うが（Ｓ１３０）、画面数が５よりも多くなる場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）Ｓ１４０へ移行して、利用者へ注意喚起のための表示をする（Ｓ１４０）。例えば「これ以上の画面表示はできません」などと注意喚起する。
【００４３】
なお、本実施例においては、制御回路３０が制御手段、停止状態判断手段及び表示制御手段に相当する。そして、制御回路３０が実行する処理の内、図３のフローチャートに示すＳ１０が停止状態判断手段としての処理の実行に相当し、Ｓ２０，Ｓ３０が表示制御手段としての処理の実行に相当し、Ｓ４０〜Ｓ１４０が制御手段としての処理の実行に相当する。なお、図３全体を制御手段としての所定の処理の実行と捉えてもよい。
【００４４】
次に、本実施例の表示システム１０が発揮する効果を説明する。
例えば既に表示されている地図を拡大表示させる指示があった場合、本実施例の車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂを用いると、図４（ａ）に例示するように、スクリーン部３５へ表示可能な最大限のサイズまで拡大した表示領域に表示することができる。つまり、本実施例の場合にはスクリーン部３５がフロントガラス４０とほぼ同様の大きさにされているため、相当大きく表示させることができる。表示装置２６のように直視型の表示装置の場合には、画面サイズが決まっていたため、地図を拡大させると、拡大前の周辺部分の地図は表示されなくなるが、本実施例の場合には、拡大前の周辺部分の地図も表示できる。
【００４５】
また、図４（ｄ）に示すように、複数の表示情報を同時に表示させることもできる。
このように、フロントガラス４０という相対的に大きな表示領域を確保できる部分をスクリーン部３５として利用したため、直視型の表示装置の場合に表示可能領域が小さいことに起因して生じていた不都合が、本実施例の場合には生じない。
【００４６】
例えば、現在表示されている地域の周辺までを現縮尺のままで見たい場合には、従来はユーザ自ら地図のスクロール操作をしなくてはならなかった。さらに、全てを同時に見ることができないため、部分的な地図の視覚イメージを頭の中でつなぎ合わせて構築する必要があった。これに対して、本実施例の場合には相対的に大きな表示領域を確保できるため、利用者が所望する領域の地図を一度に見ることができる（図４（ｂ）参照）。
【００４７】
また、経路案内機能に関して、現在地だけではなく目的地周辺の地図も見たい場合に、それらを表示装置２６に２画面表示してしまうと、それぞれの画面サイズ自体がかなり制約されるため、いずれかの画面での地図に関して、上述したように周辺まで見たい場合には、やはりユーザへのスクロール操作を強制してしまう。さらに、メニュー画面を表示させる場合、直視型の表示装置２６では、地図画面から切り替えるか、あるいは地図画面上に表示することとなり、メニュー画面と地図画面を同時に見ることはできなかった。また、外部の情報センタＣから受信した情報を表示する際も、やはりその他の画面と切り替えるか、重ねて表示するしかなく、複数の情報をそれぞれ十分な情報量にて表示することはできなかった。
【００４８】
これに対して、本実施例の場合には、図４（ｄ）に示すように複数の表示情報を、それぞれ相対的に大きな表示領域を確保して表示させることができる。したがって、上述例で言えば、利用者が所望する現在地と目的地の地図を、それぞれ十分な大きさで一度に見ることができ、また、地図画面、メニュー画面、外部の情報センタから受信した情報などを同時に見ることも可能である。
【００４９】
また、図４（ａ）に示すように、ユーザが表示させたいと考える任意の位置へ画面を移動できる。
このように、本実施例の表示システム１０では、ユーザが見たい複数の情報をユーザの見易い十分な情報量にて表示することができ、非常に使い勝手がよい。
【００５０】
なお、本実施例の表示システム１０の場合には、車両が停止中である場合に限ってスクリーン部３５への表示を実行するようにしている。これは、スクリーン部３５がフロントガラス４０部分に存在し、そのスクリーン部３５へ相対的に大きなサイズで情報を表示したり、複数の情報を表示するため、利用者にとっては外部状況をフロントガラスを介して的確に認識しにくくなってくる。したがって、このような状況での走行は安全面から好ましくないため、車両が停止中である場合に限って表示するようにした。
【００５１】
但し、車両の走行中に何ら表示されないのでは不都合も生じるため。本実施例では、車両の走行中は従来通り直視型の表示装置２６に表示させるようにしている。したがって、利便性が低下することはない。
［その他の実施例あるいは別態様］
（１）上記実施例では、図３のフローチャートに示すように、画面数が５よりも多くなる場合に、追加表示ができなかったが、次のように対処してもよい。つまり、上限数である５つの表示情報を同時に表示している状態から追加表示の指示があった場合には、既に表示されている５つの内の優先度の低い表示情報を示す画面と入れ替えて表示するのである。
【００５２】
（２）また、図５（ａ）に示すように５つの表示画面Ｇ４１〜Ｇ４５を同時に表示させている状態で、例えばその内の１つの画面Ｇ４１を拡大させる場合には、次のようにすることが考えられる。例えば図５（ｂ）に示すように、拡大した画面Ｇ４１ａによって隠れてしまう画面Ｇ４２〜４４までは表示せず、残る画面Ｇ４５のみを同時に表示するのである。あるいは、例えば図５（ｃ）に示すように、画面Ｇ４２，Ｇ４３を位置を変えて表示することも考えられる。これは、例えば表示の優先順位が、Ｇ４１→Ｇ４２→Ｇ４３→Ｇ４４→Ｇ４５となっている場合に好ましい処置である。優先順位の付け方の一例としては、例えば拡大した画面の内容と関連する度合いに基づくことが考えられる。例えばスタート地点画面とゴール地点画面という関係や、検索画面において、複数の階層での検索メニューを示す画面同士の関係などである。
【００５３】
（３）スクリーン部３５については、上記実施例ではフロントガラス４０の内面に一体化して設けらたが、例えばフロントガラス４０の手前に別途配置してもよい。但し、大画面になると強度の問題もあるため、上記実施例のように、合わせガラスとしてフロントガラス４０と一体形成する方が好ましい。
【００５４】
また、スクリーン部３５の光透過率可変ガラスとしては、上述したネマティック液晶を用いたもの以外にも、エレクトロクロミックガラス（以下、単にＥＣガラスと称す。）を用いてもよい。このＥＣガラスの構成について図６を参照して簡単に説明しておく。ＥＣガラスは、中央に着色層１１１と電解質層１１３とを配置し、それら両層１１１，１１３を透明導電膜１１５で両側から挟み、さらに、それらを２枚のガラス１１７の間に挟んだ構成とされている。着色層１１１としては例えばＷＯ3 膜などが用いられ、透明導電膜１１５に電圧が印加されると、着色層１１であるＷＯ3 膜と電解質層１１３との間で酸化還元反応が生じる。例えば、正電圧が印加された場合にはタングステンブロンズを形成して着色層１１１が青色に着色し、供給された電気量に応じて色が濃くなる。逆に負電圧が印加された場合には、供給される電気量に応じていとタングステンブロンズの量が減って色が薄くなり、最後に消色する。
【００５５】
また、上述した光透過率可変ガラスではなく、半透過ミラーにて構成してもよいし、半透過ミラーとしては、例えばガラスなどに酸化金属膜を蒸着して形成することが考えられる。なお、この場合には、透過率が不変である。したがって、フロントガラスの可視光線透過率を所定値以上に確保することが規格によって定められている場合にはそれに従う必要がある。
【００５６】
そのような観点からすると、上述した実施例の光透過率可変ガラスは、印加電圧の制御をすることによって透過率を変えることができるので、必要なときだけ透過率を下げることで表示に適したものとし、それ以外は透過率を上げておけばよい。したがって、半透過ミラーのような可視光線透過率の制限を考慮する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の表示システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】 スクリーン部の構成を示す説明図である。
【図３】 表示制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】 画面の移動、画面の拡大・縮小、画面数の変更の様子を示す説明図である。
【図５】 複数画面が表示されている状態から１画面を拡大した場合の表示状態の変更の様子を示す説明図である。
【図６】 ＥＣガラスの構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…表示システム
１０ａ…ナビゲーション装置 １０ｂ…車両用ヘッドアップディスプレイ
１２…位置検出器 １２ａ…ＧＰＳ受信機
１２ｂ…ジャイロスコープ １２ｃ…車速センサ
１２ｄ…地磁気センサ １４…ＴＶチューナ
１６…ＶＩＣＳ受信機 １８…通信装置
２０…地図データ入力器 ２２…リモコンセンサ
２４…外部メモリ ２６…表示装置
３０…制御回路 ３２…プロジェクタ
３５…スクリーン部 ３６…上部電極
３７…電圧制御部 ３８…下部電極
４０…フロントガラス ４２…フロントガラス用ガラス
Ｃ…情報センタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示システムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、ナビゲーション装置や車載テレビ等、車両用の各種情報提供装置が普及しつつある。そして、ナビゲーション用の画面（ナビ画面）とテレビ用の画面（ＴＶ画面）は、１つの表示装置に切り替えて表示するのが一般的である。
【０００３】
ところで、従来の表示装置の配置場所を大別するとオンダッシュタイプとインダッシュタイプの２つがある。オンダッシュタイプは、ダッシュボード上に金具などで固定するものであるダッシュボード上に固定的に配置するタイプであるため、前方の視界を遮らないように配置することが困難な場合もある。
【０００４】
一方、インダッシュタイプは、一般的にインストルメントパネル内のオーディオ機器用スペースに配置するものであり、いわゆる「１ＤＩＮ」サイズの場合には、表示モニタの不使用時はインストルメントパネル内（ダッシュボード内）に収納され、使用時には前方へスライドして起きあがってくるようにされている。このタイプのものは、表示面をユーザの見易い角度に調整できることが多い。また、いわゆる「２ＤＩＮ」タイプの場合には角度調整ができるものは少ない。いずれにしても、ユーザの視線からすると表示面自体が相対的に低い位置にあり、ユーザから見づらくなる傾向にある。
【０００５】
また、表示装置のサイズに関しても、例えばワイド画面などのように従来よりも多少大きな画面が実現されてはいるが、その大きさには限度がある。そのため、例えばナビ画面として道路地図を表示させたい場合には、表示画面のサイズに規制されてしまい、現在表示されている地域の周辺まで見たい場合には、縮尺を小さくするか、あるいはユーザ自ら地図のスクロール操作をしなくてはならなかった。縮尺を小さくすると細部が判らないので、結局はユーザにスクロール操作を強制してしまうこととなる。
【０００６】
また、ナビゲーション装置においては、現在地から目的地までの適切な経路を演算して求めて経路案内をする機能があり、現在地だけではなく目的地周辺の地図も見たい場合がある。しかしながら、目的地周辺の地図を見たい場合には、やはり縮尺を小さくするかスクロール操作しかなく、縮尺の大きな状態で細部まで知るためには、結局ユーザがスクロール操作しなくてはならない。なお、ワイド画面を採用して、２画面表示できる機能自体はあるが、上述したように画面サイズ自体がかなり制約されるため１画面分のサイズが小さく、結局は、ユーザへのスクロール操作を強制してしまうことが多くなると考えられる。
【０００７】
さらに、いわゆるメニュー画面を表示させる場合には、地図画面から切り替えるか、あるいは地図画面上に表示することとなり、メニュー画面と地図画面を同時に見ることはできない。また、近年、外部の情報センタから情報を受信して、その情報を表示する機能を備えたものもあるが、その場合も、やはりその他の画面と切り替えるか、重ねて表示するしかなく、複数の情報をそれぞれ十分な情報量にて表示することはできなかった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を解決するために、ユーザが見たい複数の情報をユーザの見易い十分な情報量にて表示することが可能な使い勝手のよい表示システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の表示システムは、表示にて情報提供を行う車載機器と、車両用ヘッドアップディスプレイと、投写型である当該車両用ヘッドアップディスプレイとは異なる、直視型の表示装置と、表示制御手段と、を備えている。車両用ヘッドアップディスプレイでは、プロジェクタが、車載機器からの表示要求に従って表示情報を生成し、スクリーン部への投写を行う。ここで、スクリーン部は車両のフロントガラスの内面に一体化して設けられるか、またはフロントガラスの手前に配置されている。
【００１０】
スクリーン部は、例えば請求項３に示すように、電圧の印加によって着・消色し、光透過率に可逆的変化が生じる光透過率可変ガラスにて構成してもよいし、請求項４に示すように半透過ミラーにて構成してもよい。
光透過率可変ガラスは、例えば導電剤を添加したネマティック液晶を素材とし、電圧を印加すると透明状態が白濁化するＤＳ（Dynamic Scattering）効果（動的散乱効果）を利用した構成とすることが考えられる。また、中央に着色層と電解質層を配置し、それらを透明導電膜で両側から挟み、さらにそれらをガラスで両側から挟んだ構成のエレクトロクロミックガラスを光透過率可変ガラスとして用いてもよい。
【００１１】
これらは、いずれも印加電圧の制御をすることによって透過率を変えることができるので、必要なときだけ透過率を下げることで表示に適したものとし、それ以外は透過率を上げておけばよい。
一方、半透過ミラーは、例えばガラスなどに酸化金属膜を蒸着して形成することが考えられる。なお、この場合には、透過率が不変となるが、フロントガラスの可視光線透過率を所定値以上に確保することが規格によって定められているので、それに従う必要がある。
【００１２】
そして、車載機器は、少なくとも地図の拡大表示を含む情報提供を行うものであり、車両用ヘッドアップディスプレイの制御手段は、スクリーン部における表示可能領域を考慮し、車載機器から表示要求のあった表示情報の少なくとも表示サイズを調整して、プロジェクタによるスクリーン部への投写を制御する。なお、スクリーン部の表示領域は、最大限、フロントガラスと同じサイズにすることができる。もちろんフロントガラスのサイズよりも小さくしてもよいが、後述するように、大きな投写サイズの表示情報を表示でき、また複数の表示情報を表示できるようなサイズの「表示可能領域」とする。
【００１３】
そして、制御手段は、スクリーン部に表示されている地図を拡大表示させる場合には、拡大した地図を、その地図の縮尺の拡大率と同じだけ拡大した表示領域に表示するようプロジェクタを制御する。
制御手段が行う他の調整としては、例えば請求項５に示すように、外部からの指示に基づき、表示情報の表示サイズ、表示位置、表示数を調整してスクリーン部へ投写するようプロジェクタを制御することが考えられる。外部からの指示としては、車載機器に対して利用者がスイッチなどで指示を入力できる構成を前提にすれば、その利用者からの指示に対応したものとなる。
また、表示制御手段は、プロジェクタからスクリーン部へ表示情報を投写することによる表示を実行する際には、表示装置においては画面切り替えによって表示させるか、重ねて表示させざるを得なかった複数の画像を、同時に表示させる。
【００１４】
例えば、車載機器がナビゲーション装置である場合を想定する。既に表示されている地図を拡大表示させる指示があった場合、制御手段はプロジェクタを制御して、スクリーン部における当該地図用の表示可能領域全体に投写させる。これはスクリーン部の全体でもよいし、あるいはスクリーン部の一部を地図用の表示可能領域として設定してもよい。
【００１５】
従来のような直視型の表示装置の場合には、画面サイズが決まっていたため、地図を拡大させると、拡大前の周辺部分の地図は表示されなくなる。これに対して本発明の車両用ヘッドアップディスプレイでは、最大限フロントガラスと同サイズのスクリーン部を用い、拡大した地図を地図用の表示可能領域全体に投写できるため、拡大前の周辺部分の地図も表示されることとなる。また、複数の表示情報を同時に表示させることもできる。繰り返すが、スクリーン部の「表示可能領域」とは、このように大きな投写サイズの表示情報を表示でき、また複数の表示情報を表示できるようなサイズの領域を意味する。
【００１６】
このように、フロントガラスという相対的に大きな表示領域を確保できる部分をスクリーン部としたため、以下に示すように、従来の直視型の表示装置において、表示可能領域が小さいことに起因して生じていた不都合が、本発明では生じない。
【００１７】
（１）例えば、従来のナビゲーション装置において、現在表示されている地域の周辺までを現縮尺のままで見たい場合には、ユーザ自ら地図のスクロール操作をしなくてはならなかった。さらに、全てを同時に見ることができないため、部分的な地図の視覚イメージを頭の中でつなぎ合わせて構築する必要があった。
【００１８】
これに対して、本発明の場合には相対的に大きな表示領域を確保できるため、利用者が所望する領域の地図を一度に見ることができる。
（２）また、ナビゲーション装置の経路案内機能に関して、現在地だけではなく目的地周辺の地図も見たい場合に、それらを表示装置に２画面表示してしまうと、それぞれの画面サイズ自体がかなり制約されるため、いずれかの画面での地図に関して、上述した（１）のように周辺まで見たい場合には、やはりユーザへのスクロール操作を強制してしまう。
【００１９】
さらに、いわゆるメニュー画面を表示させる場合に従来装置では、地図画面から切り替えるか、あるいは地図画面上に表示することとなり、メニュー画面と地図画面を同時に見ることはできなかった。また、外部の情報センタから受信した情報を表示する際も、やはりその他の画面と切り替えるか、重ねて表示するしかなく、複数の情報をそれぞれ十分な情報量にて表示することはできなかった。
【００２０】
これに対して、本発明の場合には複数の表示情報を、それぞれ相対的に大きな表示領域を確保して表示させることができる。したがって、上述例で言えば、利用者が所望する現在地と目的地の地図を、それぞれ十分な大きさで一度に見ることができ、また、地図画面、メニュー画面、外部の情報センタから受信した情報などを同時に見ることも可能である。
また、スクリーン部に表示されている地図を拡大表示させる場合には、拡大した地図を、その地図の縮尺の拡大率と同じだけ拡大した表示領域に表示するため、ユーザは、拡大後も拡大前と同じ領域の地図を見ることができる。
【００２１】
このように、本発明は、ユーザが見たい複数の情報をユーザの見易い十分な情報量にて表示することができ、非常に使い勝手がよい。
ところで、本発明はスクリーン部としてフロントガラス部分（内面に一体化したもの、あるいは手前に配置するものの両方を含む意）を利用しているため、例えば請求項２に示すように、停止状態判定手段にて車両が停止していると判定された場合に限り、プロジェクタからスクリーン部へ表示情報を投写することによる表示を実行するようにすることが考えられる。つまり、スクリーン部へ相対的に大きなサイズで情報を表示したり、複数の情報を表示すると、利用者がフロントガラスを通して外部状況を的確に認識しにくくなってくる。したがって、このような状況での走行は安全面から好ましくないため、車両が停止中である場合に限って表示するようにすればよい。
【００２２】
なお、制御手段が行う「表示に関する制御」としては、請求項７に示すように、制御手段が、さらに、同時に表示する表示情報の数も調整可能であり、プロジェクタが所定の上限数の表示情報を同時に投写している状態で、さらに新しい表示情報の表示要求があった場合には、優先度の低い表示情報と入れ替えて投写するようプロジェクタを制御してもよい。また、請求項８に示すように、プロジェクタが複数の表示情報を同時に投写している状態で、その内の特定の表示情報について表示領域を拡大させる要求があった場合には、優先度の低い表示情報の表示を取りやめて、特定の表示情報を拡大して投写するようプロジェクタを制御してもよい。このようにすれば、ユーザが見たい複数の情報をユーザの見易い十分な情報量にて表示する、という観点からは好ましいと言える。また、請求項９に示すように、制御手段が、さらに、表示情報の表示位置も調整可能であり、外部からの指示に基づき、スクリーン部における表示可能領域内の任意位置に表示情報を投写するようプロジェクタを制御してもよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【００２５】
図１は、本実施例の表示システムの全体構成を表すブロック図である。
本実施例の表示システム１０は、概略的には、「車載機器」としてのナビゲーション装置１０ａと、車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂとから構成されている。
【００２６】
まず、ナビゲーション装置１０ａの構成について説明する。本ナビゲーション装置１０ａは、車両の現在位置を検出する位置検出器１２と、テレビ（ＴＶ）アンテナ１４ａを介してＴＶ放送信号を受信するＴＶチューナ１４と、各種道路交通情報を収集するため、ラジオアンテナ１６ａを介してＦＭ放送信号を受信したり、道路近傍に配置されたＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：道路交通情報システム）サービス用の固定局から、電波ビーコン信号及び光ビーコン信号を受信するＶＩＣＳ受信機１６と、無線電話回線を介して情報センタＣとの間でデータ通信を行う通信装置１８と、地図データ入力器２０と、当該装置１０への各種指令を入力するための操作スイッチ群が設けられたリモコン（図示せず）からの信号を入力するリモコンセンサ２２と、外部メモリ２４と、計器板（インパネ）に表示画面が埋め込まれ、スピードメータやタコメータ等の表示の他、ナビゲーション画面やＴＶ画面等の各種表示を行うための表示装置２６と、リモコンセンサ２２を介して入力される各種指令に従い、位置検出器１２，ＴＶチューナ１４，ＶＩＣＳ受信機１６，通信装置１８，センサ群２０，外部メモリ２４，表示装置２６の制御を行うことにより各種処理を実行する制御回路３０とを備えている。
【００２７】
ここで、位置検出器１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System） 用の人工衛星からの送信電波をＧＰＳアンテナを介して受信し、車両の位置，方位，速度等を検出するＧＰＳ受信機１２ａと、車両に加えられる回転運動の大きさを検出するジャイロスコープ１２ｂと、車速センサや車輪センサ等からなり車両の走行距離を検出するための車速センサ１２ｃと、地磁気に基づいて絶対方位を検出するための地磁気センサ１２ｄとを備えている。そして、これら各センサ等１２ａ〜１２ｄは、各々が性質の異なる誤差を有しているため、互いに補完しながら使用するように構成されている。なお、精度によっては、上述したセンサ等１２ａ〜１２ｄの中の一部のみを用いて構成してもよく、また、左右操舵輪の回転差などから得られる車両のステアリング角を累積して方向を求めるセンサ等を用いてもよい。
【００２８】
また、地図データ入力器２０は、位置検出の精度向上のためのいわゆるマップマッチング用データ、地図データ及び後述する施設データを含む各種データを入力するための装置である。記憶媒体としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭを用いるのが一般的であるが、例えばＤＶＤやメモリカード等の他の媒体を用いても良い。地図データは、交差点等の複数のノード間をリンクにより接続して地図を構成したものであって、それぞれのリンクに対し、リンクを特定する固有番号（リンクＩＤ）、リンクの長さを示すリンク長、リンクの始端と終端とのＸ・Ｙ座標、リンクの道路幅、および道路種別（有料道路等の道路情報を示すもの）のデータからなるリンク情報を記憶している。
【００２９】
表示装置２６はカラー表示装置であり、その画面には、位置検出器１２にて検出した車両の現在地を示すマークと、地図データ入力器２０より入力された地図データと、更に地図上に表示する誘導経路、名称、目印等の付加データとを重ねて表示することができる。また、リモートコントロール端末（以下「リモコン」と称す）を介してリモコンセンサ２２から目的地の位置および、必要に応じて高速道路等の特定の経路の指定（すなわち通過点の指定）を入力すると、現在地からその目的地までの最適な経路を自動的に選択して誘導経路を形成し表示する、いわゆる経路案内機能も備えている。このような自動的に最適な経路を設定する手法は、ダイクストラ法等の手法が知られている。なお、この誘導経路の設定・表示については本発明の主要な特徴部分ではないので、詳しい説明は省略する。
【００３０】
一方、外部メモリ２４は、ナビゲーション関連処理を実行する際のメモリ部分として機能し、ＶＲＡＭなどを備えている。ＶＲＡＭとしては、高速アクセスが可能なものを採用することが好ましい。
また、制御回路３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、位置検出器１２からの各検出信号に基づいた車両の現在位置、地図データ入力器２０を介してＣＤ−ＲＯＭなどから読み出した現在位置付近の地図、ＶＩＣＳ受信機１６や通信装置１８を介して獲得した各種交通情報等を表示画面上に表示したり、ＴＶチューナ１４を介して受信したＴＶ信号をＴＶ画面に表示させるＴＶ表示処理、各種状況や環境の変化に応じて、表示画面に表示すべき情報を適宜切り換える表示制御処理等を実行する。
【００３１】
次に、車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂの構成について説明する。
本車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂは、プロジェクタ３２、スクリーン部３５及び電圧制御部３７を基本構成とし、それらを制御する主体である制御回路３０などから構成されている。なお、本実施例の表示システム１０では、制御回路３０がナビゲーション装置１０ａの制御主体でもあり、車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂの制御主体でもあるように構成したが、別体の制御回路として構成しても何ら問題はない。
【００３２】
前記プロジェクタ３２は、制御回路３０から送られた画像信号や同期信号などに基づき、表示情報を生成してスクリーン部３５へ投写するものであり、本実施例では、車両のダッシュボード内に配置されている。なお、プロジェクタ３２で扱える信号がナビゲーション装置１０ａにて扱っている信号と同形式でない場合には、プロジェクタ３２にて扱える形式に信号変換する必要がある。これは、制御回路３０内あるいはプロジェクタ３２内のいずれかに設ければよい。もちろん、信号が同型式であれば、このような信号変換用の機構は不要である。
【００３３】
一方、本実施例のスクリーン部３５は、図２（ａ）に示すように、車両のフロントガラス４０の内面に一体化して設けられている。つまり、光透過率可変ガラス３５が通常のフロントガラス用ガラス４２によって両側から挟まれた構成とされている。光透過率可変ガラス３５は、その内部に、導電剤を添加したネマティック液晶層を有している。この導電剤を添加したネマティック液晶は、７〜３０Ｖの動作電圧を印加すると、ＤＳ（Dynamic Scattering）効果（動的散乱効果）によって透明状態から白濁化する性質を持つ。
【００３４】
したがって、電圧制御部３７を介して印加する電圧を制御すれば、透明状態と白濁化状態を切り替えることができる。なお、一般的な車両で用いられるバッテリ電圧は１２Ｖであるため、このバッテリ電圧を利用すれば十分である。制御回路３０から電圧制御部３７へは透過率を指示する信号が出され、電圧制御部３７はその指示された透過率を実現できるような動作電圧を光透過率可変ガラス３５に印加することとなる。
【００３５】
この電圧印加のための電極は、図２（ｂ）に示すように、フロントガラス４０の上下にそれぞれ複数個の上部電極３６及び下部電極３８が設けられている。そのため、電圧を印加する上部電極３６及び下部電極３８を制御すれば、白濁化させる領域を調整することが可能である。なお、本実施例においては、ほぼフロントガラス４０の全面にわたって、その内面に光透過率可変ガラス３５が設けられているため、光透過率可変ガラス３５を白濁化させることによって表示情報を表示可能な領域は、ほぼフロントガラスと同じ大きさとなる。
【００３６】
次に、本実施例の表示システム１０の動作について説明する。
上述したように、制御回路３０は、位置検出器１２からの各検出信号に基づいた車両の現在位置、地図データ入力器２０を介してＣＤ−ＲＯＭなどから読み出した現在位置付近の地図、ＶＩＣＳ受信機１６や通信装置１８を介して獲得した各種交通情報等を表示画面上に表示したり、ＴＶチューナ１４を介して受信したＴＶ信号をＴＶ画面に表示させるＴＶ表示処理、各種状況や環境の変化に応じて、表示画面に表示すべき情報を適宜切り換える表示制御処理等を実行する。但し本実施例の場合には、この表示情報の表示先が２種類ある。つまり、表示装置２６そのものに表示する「直視型」と、プロジェクタ３２によってスクリーン部３５へ投写して表示する「投写型」である。したがって、制御回路３０は、まず、車両の状態に応じてこれら２種類の表示先を切り替える。そして、プロジェクタ３２によってスクリーン部３５へ投写して表示する場合には、表示情報の表示サイズ、表示位置、同時に表示する数を調整することができる。
【００３７】
それでは、制御回路３０のＣＰＵにて繰り返し実行される表示制御に係る処理を示す図３のフローチャートに沿って説明する。
図３の最初のステップ１０では、車速が０か否かを判断する。これは、位置検出器１２中の車速センサ１２ｃからの車速データに基づいて判断する。そして、車速が０でない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、つまり車両が走行中の場合は表示装置２６に表示するが（Ｓ２０）、車速が０の場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、つまり車両が停止中の場合は、プロジェクタ３２によってスクリーン部３５へ投写して表示する（Ｓ３０）。
【００３８】
このようにスクリーン部３５に表示している状態においては、利用者はリモコンを介してリモコンセンサ２２から表示情報の表示サイズ、表示位置、同時に表示する数を指示することができる。したがって、マニュアル設定モードになっており（Ｓ４０：ＹＥＳ）、さらに指示入力があった場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、その指示内容に応じた表示状態の制御を行う（Ｓ６０〜Ｓ１３０）。なお、マニュアル設定モードへの切替は、例えば専用スイッチにて切り替えるか、あるいはリモコンにてモード設定操作ができるようにしておけばよい。
【００３９】
続いて、Ｓ６０以降の処理について説明する。まず、入力された指示が画面の移動の場合には（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｓ７０に移行して画面移動処理を行う。この画面移動は、図４（ａ）に例示するように、既にスクリーン部３５に表示されている画面Ｇ１１を、例えば画面Ｇ１２に示すように任意の位置へ移動させる処理である。この際、例えばリモコンにジョイスティックのような操作子を設けておき、利用者がそのジョイスティックを倒す方向へ移動させてもよいし、あるいは上下左右それぞれの方向へ移動させるためのスイッチを設けておき、そのスイッチが押された回数（あるいは押下継続時間）などに応じて移動させてもよい。なお、当然であるが、このように画面が移動しても、プロジェクタ３２自体の角度が変わるわけではない。
【００４０】
また、入力された指示が画面の大きさの変更の場合には（Ｓ８０：ＹＥＳ）、Ｓ９０に移行して画面の拡大・縮小処理を行う。この画面の拡大・縮小は、図４（ｂ）に例示するように、既にスクリーン部３５に表示されている画面Ｇ２１を、例えば画面Ｇ２２に示すように拡大したり、画面Ｇ２３に示すように縮小したりする処理である。なお、この拡大・縮小は、画面サイズの拡大・縮小であり、例えば地図表示する場合の地図の縮尺を拡大したり、縮小したりする処理とは直接的には関係ない。但し、特に画面拡大の場合には、地図の縮尺の拡大に伴って指示される場合もある。つまり、地図の縮尺の拡大率と同じだけ画面も拡大すれば、拡大前と同じ領域内の地図が表示されることとなる。したがって、利用者が地図の拡大をリモコンにて指示した場合、制御回路３０は、拡大した地図を拡大した表示領域にて表示するよう制御することもできる。
【００４１】
また、入力された指示が画面数の変更の場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行して、削除させたい画面あるいは追加表示させたい画面の選択を行う。これは、利用者が表示画面上で指定したり、別途メニューを表示させてその中から指定して選択することが考えられる。具体的には、通常のメイン画面、スタート地点画面、ゴール地点画面、ランドマーク画面、ハイウェイモード画面、検索画面、ＶＩＣＳ画面、文字放送画面、交差点拡大図画面、詳細画面、市街図画面などが挙げられる。
【００４２】
図４（ｃ）に例示するように、スクリーン部３５に画面Ｇ３１が１つだけ表示されている場合に、追加させる画面を指定していくと、例えば図４（ｄ）に示すように、画面Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４，Ｇ３５などが追加表示される。但し、本実施例では、同時に表示する画面数は５を上限としている。したがって、Ｓ１２０では画面数が５以下かどうかを判断し、５以下の場合には（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、それぞれ所定位置に画面表示を行うが（Ｓ１３０）、画面数が５よりも多くなる場合には（Ｓ１２０：ＮＯ）Ｓ１４０へ移行して、利用者へ注意喚起のための表示をする（Ｓ１４０）。例えば「これ以上の画面表示はできません」などと注意喚起する。
【００４３】
なお、本実施例においては、制御回路３０が制御手段、停止状態判断手段及び表示制御手段に相当する。そして、制御回路３０が実行する処理の内、図３のフローチャートに示すＳ１０が停止状態判断手段としての処理の実行に相当し、Ｓ２０，Ｓ３０が表示制御手段としての処理の実行に相当し、Ｓ４０〜Ｓ１４０が制御手段としての処理の実行に相当する。なお、図３全体を制御手段としての所定の処理の実行と捉えてもよい。
【００４４】
次に、本実施例の表示システム１０が発揮する効果を説明する。
例えば既に表示されている地図を拡大表示させる指示があった場合、本実施例の車両用ヘッドアップディスプレイ１０ｂを用いると、図４（ａ）に例示するように、スクリーン部３５へ表示可能な最大限のサイズまで拡大した表示領域に表示することができる。つまり、本実施例の場合にはスクリーン部３５がフロントガラス４０とほぼ同様の大きさにされているため、相当大きく表示させることができる。表示装置２６のように直視型の表示装置の場合には、画面サイズが決まっていたため、地図を拡大させると、拡大前の周辺部分の地図は表示されなくなるが、本実施例の場合には、拡大前の周辺部分の地図も表示できる。
【００４５】
また、図４（ｄ）に示すように、複数の表示情報を同時に表示させることもできる。
このように、フロントガラス４０という相対的に大きな表示領域を確保できる部分をスクリーン部３５として利用したため、直視型の表示装置の場合に表示可能領域が小さいことに起因して生じていた不都合が、本実施例の場合には生じない。
【００４６】
例えば、現在表示されている地域の周辺までを現縮尺のままで見たい場合には、従来はユーザ自ら地図のスクロール操作をしなくてはならなかった。さらに、全てを同時に見ることができないため、部分的な地図の視覚イメージを頭の中でつなぎ合わせて構築する必要があった。これに対して、本実施例の場合には相対的に大きな表示領域を確保できるため、利用者が所望する領域の地図を一度に見ることができる（図４（ｂ）参照）。
【００４７】
また、経路案内機能に関して、現在地だけではなく目的地周辺の地図も見たい場合に、それらを表示装置２６に２画面表示してしまうと、それぞれの画面サイズ自体がかなり制約されるため、いずれかの画面での地図に関して、上述したように周辺まで見たい場合には、やはりユーザへのスクロール操作を強制してしまう。さらに、メニュー画面を表示させる場合、直視型の表示装置２６では、地図画面から切り替えるか、あるいは地図画面上に表示することとなり、メニュー画面と地図画面を同時に見ることはできなかった。また、外部の情報センタＣから受信した情報を表示する際も、やはりその他の画面と切り替えるか、重ねて表示するしかなく、複数の情報をそれぞれ十分な情報量にて表示することはできなかった。
【００４８】
これに対して、本実施例の場合には、図４（ｄ）に示すように複数の表示情報を、それぞれ相対的に大きな表示領域を確保して表示させることができる。したがって、上述例で言えば、利用者が所望する現在地と目的地の地図を、それぞれ十分な大きさで一度に見ることができ、また、地図画面、メニュー画面、外部の情報センタから受信した情報などを同時に見ることも可能である。
【００４９】
また、図４（ａ）に示すように、ユーザが表示させたいと考える任意の位置へ画面を移動できる。
このように、本実施例の表示システム１０では、ユーザが見たい複数の情報をユーザの見易い十分な情報量にて表示することができ、非常に使い勝手がよい。
【００５０】
なお、本実施例の表示システム１０の場合には、車両が停止中である場合に限ってスクリーン部３５への表示を実行するようにしている。これは、スクリーン部３５がフロントガラス４０部分に存在し、そのスクリーン部３５へ相対的に大きなサイズで情報を表示したり、複数の情報を表示するため、利用者にとっては外部状況をフロントガラスを介して的確に認識しにくくなってくる。したがって、このような状況での走行は安全面から好ましくないため、車両が停止中である場合に限って表示するようにした。
【００５１】
但し、車両の走行中に何ら表示されないのでは不都合も生じるため。本実施例では、車両の走行中は従来通り直視型の表示装置２６に表示させるようにしている。したがって、利便性が低下することはない。
［その他の実施例あるいは別態様］
（１）上記実施例では、図３のフローチャートに示すように、画面数が５よりも多くなる場合に、追加表示ができなかったが、次のように対処してもよい。つまり、上限数である５つの表示情報を同時に表示している状態から追加表示の指示があった場合には、既に表示されている５つの内の優先度の低い表示情報を示す画面と入れ替えて表示するのである。
【００５２】
（２）また、図５（ａ）に示すように５つの表示画面Ｇ４１〜Ｇ４５を同時に表示させている状態で、例えばその内の１つの画面Ｇ４１を拡大させる場合には、次のようにすることが考えられる。例えば図５（ｂ）に示すように、拡大した画面Ｇ４１ａによって隠れてしまう画面Ｇ４２〜４４までは表示せず、残る画面Ｇ４５のみを同時に表示するのである。あるいは、例えば図５（ｃ）に示すように、画面Ｇ４２，Ｇ４３を位置を変えて表示することも考えられる。これは、例えば表示の優先順位が、Ｇ４１→Ｇ４２→Ｇ４３→Ｇ４４→Ｇ４５となっている場合に好ましい処置である。優先順位の付け方の一例としては、例えば拡大した画面の内容と関連する度合いに基づくことが考えられる。例えばスタート地点画面とゴール地点画面という関係や、検索画面において、複数の階層での検索メニューを示す画面同士の関係などである。
【００５３】
（３）スクリーン部３５については、上記実施例ではフロントガラス４０の内面に一体化して設けらたが、例えばフロントガラス４０の手前に別途配置してもよい。但し、大画面になると強度の問題もあるため、上記実施例のように、合わせガラスとしてフロントガラス４０と一体形成する方が好ましい。
【００５４】
また、スクリーン部３５の光透過率可変ガラスとしては、上述したネマティック液晶を用いたもの以外にも、エレクトロクロミックガラス（以下、単にＥＣガラスと称す。）を用いてもよい。このＥＣガラスの構成について図６を参照して簡単に説明しておく。ＥＣガラスは、中央に着色層１１１と電解質層１１３とを配置し、それら両層１１１，１１３を透明導電膜１１５で両側から挟み、さらに、それらを２枚のガラス１１７の間に挟んだ構成とされている。着色層１１１としては例えばＷＯ3 膜などが用いられ、透明導電膜１１５に電圧が印加されると、着色層１１であるＷＯ3 膜と電解質層１１３との間で酸化還元反応が生じる。例えば、正電圧が印加された場合にはタングステンブロンズを形成して着色層１１１が青色に着色し、供給された電気量に応じて色が濃くなる。逆に負電圧が印加された場合には、供給される電気量に応じていとタングステンブロンズの量が減って色が薄くなり、最後に消色する。
【００５５】
また、上述した光透過率可変ガラスではなく、半透過ミラーにて構成してもよいし、半透過ミラーとしては、例えばガラスなどに酸化金属膜を蒸着して形成することが考えられる。なお、この場合には、透過率が不変である。したがって、フロントガラスの可視光線透過率を所定値以上に確保することが規格によって定められている場合にはそれに従う必要がある。
【００５６】
そのような観点からすると、上述した実施例の光透過率可変ガラスは、印加電圧の制御をすることによって透過率を変えることができるので、必要なときだけ透過率を下げることで表示に適したものとし、それ以外は透過率を上げておけばよい。したがって、半透過ミラーのような可視光線透過率の制限を考慮する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の表示システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】 スクリーン部の構成を示す説明図である。
【図３】 表示制御処理の内容を示すフローチャートである。
【図４】 画面の移動、画面の拡大・縮小、画面数の変更の様子を示す説明図である。
【図５】 複数画面が表示されている状態から１画面を拡大した場合の表示状態の変更の様子を示す説明図である。
【図６】 ＥＣガラスの構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…表示システム
１０ａ…ナビゲーション装置 １０ｂ…車両用ヘッドアップディスプレイ
１２…位置検出器 １２ａ…ＧＰＳ受信機
１２ｂ…ジャイロスコープ １２ｃ…車速センサ
１２ｄ…地磁気センサ １４…ＴＶチューナ
１６…ＶＩＣＳ受信機 １８…通信装置
２０…地図データ入力器 ２２…リモコンセンサ
２４…外部メモリ ２６…表示装置
３０…制御回路 ３２…プロジェクタ
３５…スクリーン部 ３６…上部電極
３７…電圧制御部 ３８…下部電極
４０…フロントガラス ４２…フロントガラス用ガラス
Ｃ…情報センタ
Claims (9)
- 表示にて情報提供を行う車載機器と、
前記車載機器からの表示要求に従って表示情報を生成し、車両のフロントガラスの内面に一体化して設けられるか、または前記フロントガラスの手前に配置されたスクリーン部への投写を行うプロジェクタを備えた車両用ヘッドアップディスプレイと、
投写型である当該車両用ヘッドアップディスプレイとは異なる、直視型の表示装置と、
所定の条件に基づいて、前記プロジェクタから前記スクリーン部へ前記表示情報を投写することによる表示か、前記表示装置への表示情報の表示の何れか一方を実行させる表示制御手段と、
を備え、
前記車載機器は、少なくとも地図の拡大表示を含む情報提供を行うものであり、
前記車両用ヘッドアップディスプレイは、前記スクリーン部における表示可能領域を考慮し、前記表示情報の少なくとも表示サイズを調整して、前記プロジェクタによる前記スクリーン部への投写を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記スクリーン部に表示されている地図を拡大表示させる場合には、拡大した地図を、その地図の縮尺の拡大率と同じだけ拡大した表示領域に表示するよう前記プロジェクタを制御し、
前記表示制御手段は、前記プロジェクタから前記スクリーン部へ前記表示情報を投写することによる表示を実行する際には、前記表示装置においては画面切り替えによって表示させるか、重ねて表示させざるを得なかった複数の画像を、同時に表示させることを特徴とする表示システム。 - 請求項１記載の表示システムにおいて、
さらに、車両が停止しているか否かを判定する停止状態判定手段を備え、
前記制御手段は、前記停止状態判定手段にて車両が停止していると判定された場合に限って、前記プロジェクタから前記スクリーン部への投写を実行させること、を特徴とする表示システム。 - 請求項１又は２記載の表示システムにおいて、
前記スクリーン部は、電圧の印加によって着・消色し、光透過率に可逆的変化が生じる光透過率可変ガラスにて構成されていること、を特徴とする表示システム。 - 請求項１又は２記載の表示システムにおいて、
前記スクリーン部は、半透過ミラーにて構成されていること、を特徴とする表示システム。 - 請求項１〜４のいずれか記載の表示システムにおいて、
前記制御手段は、外部からの指示に基づき、前記表示情報の少なくとも表示サイズを調整して前記スクリーン部へ投写するよう前記プロジェクタを制御すること、を特徴とする表示システム。 - 請求項１〜５のいずれか記載の表示システムにおいて、
前記車載機器はナビゲーション装置であり、外部から、既に表示されている地図を拡大表示させる指示があった場合、前記制御手段は、前記スクリーン部における当該地図用の表示可能領域全体へ投写するよう前記プロジェクタを制御すること、を特徴とする表示システム。 - 請求項１〜６のいずれか記載の表示システムにおいて、
前記制御手段は、さらに、同時に表示する前記表示情報の数も調整可能であり、前記プロジェクタが所定の上限数の表示情報を投写している状態で、さらに新しい表示情報の表示要求があった場合、優先度の低い表示情報と入れ替えて投写するよう前記プロジェクタを制御すること、を特徴とする表示システム。 - 請求項１〜７のいずれか記載の表示システムにおいて、
前記制御手段は、前記プロジェクタが複数の表示情報を同時に投写している状態で、その内の特定の表示情報について表示領域を拡大させる要求があった場合には、優先度の低い表示情報の表示を取りやめて、当該特定の表示情報を拡大して投写するよう前記プロジェクタを制御すること、を特徴とする表示システム。 - 請求項１〜８のいずれか記載の表示システムにおいて、
前記制御手段は、さらに、前記表示情報の表示位置も調整可能であり、外部からの指示に基づき、前記スクリーン部における表示可能領域内の任意位置に前記表示情報を投写するよう前記プロジェクタを制御すること、を特徴とする表示システム。
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