JP4577564B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のインストルメントパネルに近傍に設けられて各種情報を表示する情報表示手段を備えた車両用表示装置に関する。

運転者は車両の安全走行のため、車外の周囲の状況を常時把握しつつ、車内の各種機器の操作を行っている。例えば片側２車線の道路の走行中に車線変更を行うときには、予めバックミラーやサイドミラー等の後視鏡を見ることにより、変更する車線側の状況を、近くに車が存在しないか、また、急速に接近する車両は存在しないか等を確認すると共に、更にミラーの死角になる位置に車が存在しないかを直接振り向いて確認する等の確認動作を行い、車線変更する適宜の手前でウインカー表示し、その後に車線変更するとういう操作を行う。この時、運転者によっては、車線変更を行う必要がある適宜の手前でウインカー表示を行い、その後にバックミラーやサイドミラー等の後視鏡を見ることによる安全確認等を行った後に車線変更を行うこともある。

このような視線の移動による安全確認作業中においても、走行中の車線における前方に対しても常に注意を払い、例えば、前を走行している車が突然にブレーキをかけないか、他の車線から割り込みをする車がいないか等の注意を怠ることができない。しかも、バックミラーやサイドミラーは見にくく、特に雨天や、窓或いはミラーが曇っているときには極めて見にくくなる。したがって、車線変更には多くの注意力を必要とし、運転者にとって危険な作業であり、煩わしい作業でもある。

しかしながら、視覚情報は知覚するのに時間がかかる上に、短期記憶の時間が短いので、通常の速度計表示を備えた車両においては、運転中に速度計を見る回数が多くなりがちである。これは、高速運転時で単位時間当たりに必要とされる情報量が多くなるほど顕著になる。

このため、従来では、運転中の車両の速度を、通常の速度計表示に加え、音声出力により知らせる技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載されているように、自動車が一定速度の上下許容範囲にあるときは連続音を発し、その許容範囲に近接する範囲内にあるときは断続音を発するなど、音声によってその車速を運転者に知らせている。
実開昭６０−９１５３３号公報

しかしながら、このような従来の車両用音声出力装置にあっては、視覚情報の場合は運転者が必要なときに速度計に視線を向ければよいが、聴覚情報の場合は、車速が上下許容範囲あるいはその近辺にあるときに、音声による速度情報が一方的に出力されて運転者の耳に入るので、運転者に不快感やストレスを生じさせるなどの問題がある。

また、音声の出力がない時に、運転者が表示画面内の必要とする情報を探したり見つめてしまうと、視野が狭くなり、車両の前方の状況に気付きにくくなるおそれがある。逆に、車両の前方の状況を気にすると表示画面の表示内容についてなかなか理解できず、車両外と表示画面を交互に繰り返して見るなど運転者の負担となってしまう問題があった。

そこで本発明の目的とするところは、上述した課題に着目してなされたものであって、車両の速度情報などの車両情報を音声により出力しても、運転者に不快感やストレスを生じさせない車両用表示装置を提供することにある。また、車両の情報を迅速に察知できるようにした車両用表示装置を提供することにある。

本発明の車両用表示装置は、請求項１に記載したように、車両の運転者の視線方向に応じた視線検出信号を出力する視線検出手段と、情報を表示するための表示部を設けてなる情報表示手段と、音声により前記情報を出力する音声出力手段と、前記視線検出手段からの前記視線検出信号に基づいて、前記運転者の視線が前記情報表示手段に移動したと判定した場合に、前記視線方向にある前記表示部の情報を前記音声出力手段にて出力させることを特徴とする制御手段と、を備えてなることを特徴とする。

また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記車両の速度に応じた車速検出信号を出力する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記車速検出手段からの車速検出信号に基づいて、前記音声出力手段の音圧を変更してなることを特徴とする。

また、請求項３に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記車両の速度に応じた車速検出信号を出力する車速検出手段を備え、前記制御手段は、前記車速検出手段からの前記車速検出信号に基づいて、前記車両の速度が所定速度以下の場合は、前記音声出力手段による出力を行わないようにすることを特徴とする。

また、請求項４に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記情報表示手段は、前記車両の異常状態を表示する警報表示部を設けてなり、前記制御手段は、前記車両に搭載される各種センサの検出信号に基づいて、前記車両が異常状態であり、かつ前記視線検出手段の前記視線検出信号に基づいて前記情報表示手段に視線を移動したと判断した場合に、前記異常状態を説明する音声を前記音声出力手段によって出力させることを特徴とする。

また、請求項５に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記制御手段は、前記視線検出手段の前記視線検出信号に基づいて、前記運転者が前記情報表示手段の前記表示部に視線を移動したと判断した場合に、前記表示部を照明する光源の照明輝度あるいは照明色を変化させてなることを特徴とする。

本発明は、車両のインストルメントパネル近傍に設けられて各種情報を表示する情報表示手段を備えた車両用表示装置に関し、車両の速度情報などの車両情報を音声により出力しても、運転者に不快感やストレスを生じさせない車両用表示装置となる。また、車両の情報を迅速に察知できるようにした車両用表示装置となる。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。

図１，２に示すように、車両用表示装置は、視線検出手段１と、車速センサ（車速検出手段）２と、マイコン（制御手段）３と、コンビネーションメータ（情報表示手段）４と、音声出力手段５と、を車両内に備えている。

視線検出手段１は、車両の運転席に座る運転者の視線方向を検出するもので、ステレオカメラ１ａと画像解析回路１ｂとから構成される。ステレオカメラ１ａは、運転席の前方に位置するインストルメントパネルＰの上部に設けられる２つのカメラからなり、互いに同期した状態で同一の対象物を撮像するようになっている。また、ステレオカメラ１ａは、内部パラメータおよび相対的な位置関係は既知であり、検出対象となる目を含む運転者の顔画像を撮像し、画像解析回路１ｂに出力する。画像解析回路１ｂは、前記顔画像に基づいて所定のアルゴリズムを用いて視線（眼球）の移動状態を検出し、視線方向を算出することができる。また、画像解析回路１ｂによって算出された視線方向や視点位置に関する視線情報は、視線検出信号としてマイコン３に出力される。なお、画像解析回路１ｂは、例えば、ステレオカメラ１ａの撮像に基づいて、運転者の目を特徴部分の３次元座標を算出し、この座標より算出される眼球の中心座標と別に算出される黒目の中心座標とを通過する線を視線として、視線方向を算出することもできる。

車速センサ２は、車両の走行速度に応じた車速検出信号を発するものであって、例えば、車両のトランスミッションに取り付けられ、スピードメータ用のピニオン１回転あたり所定数のパルス信号を発生し、マイコン３に出力する。

マイコン３は、マイクロコンピュータから構成されており、処理動作のプログラムが記憶されたＲＯＭと、演算値を一時的に記憶するＲＡＭと、予め設定される各種設定値を記憶するＥＥＰＲＯＭと、前記プログラムを実行するためのＣＰＵと、入出力インターフェイス回路と、によって主に構成される。前記入出力インターフェイス回路は、画像解析回路１ｂ、車速センサ２、コンビネーションメータ４の各計器、音声出力手段５と、図示しない各種センサなどに対してそれぞれ電気的な接続関係をなすための回路である。マイコン３は、視線検出手段１や車速センサ２などからの入力および前記プログラムに基づいて、コンビネーションメータ４の各計器や音声出力手段５に制御信号を出力し、所望の表示や音声出力を促すことができる。

コンビネーションメータ４は、速度計４ａ、燃料計４ｂ、走行距離計４ｃ、時計４ｄ、などの計器（表示部）を設けてなり、車両状態を示す情報や、時間を示す情報などを表示するものである。コンビネーションメータ４は、この場合、インストルメントパネルＰの面に設けられ、運転席に着座した運転者にとって視認しやすい位置に各計器の表示部分が配置される。また、コンビネーションメータ４は、車両の異常状態を表示する警報表示部４ｅを備えている。なお、各計器４ａ〜４ｄや警報表示部４ｅは、それぞれの指針、指標、表示素子を照明するための光源を備えており、マイコン３の制御信号に基づいて照明される。

速度計４ａは、マイコン３の制御信号に基づいて動作するステッピングモータを駆動源として回動する指針と、この指針の指示対象となる目盛りや単位などの指標が印刷された表示板などからなる。マイコン３は、車速センサ２から出力される単位時間あたりの前記パルス数またはパルス周期を検出することにより車両の走行速度を算出し、この走行速度を前記指針が指示するように促す制御信号を、速度計４ａに出力する。運転者は、速度計４ａの指針と指標とを対比判読することによって、車両の走行速度を把握することができる。

燃料計４ｂは、速度計４ａと同様に、マイコン３からの制御信号に基づいて動作する指針とこの指針の指示対象となる指標とによって、車両の燃料タンク内の燃料の残量を表示するものである。マイコン３は、図示しない、インジェクションに設けられる燃料噴射量センサや、燃料タンク内に設けられる液位センサなどからの情報に基づいて、燃料の残量を算出し、この算出結果を表示させる制御信号を燃料計４ｂに出力する。

走行距離計４ｃは、マイコン３の制御信号に基づいて、車両の積算走行距離を数字にて表示するものであって、液晶表示素子によって構成される。マイコン３は、車速センサ１から出力される単位時間あたりの前記パルス数をカウントすることにより車両の走行距離を算出し、この走行距離に応じた表示を促すように走行距離計４ｃに制御信号を出力する。

時計４ｄは、マイコン３の振動子、または専用に設けられる振動子に基づいて算出される時間を表示するものであり、マイコン３からの制御信号に応じて表示する液晶表示素子によって構成される。

警報表示部４ｅは、車両に搭載される各種センサの検出信号に基づいて、ドアの閉め忘れ、シートベルトの締め忘れ、車間距離警報、排気温度の異常、電気系統の異常などの車両の状態に関する異常状態を表示して運転者に知らせるものである。警報表示部４ｅは、この場合、ＴＦＴ型の液晶表示素子を適用でき、警報内容が記号、マーク、文字などによって表示することができる。

音声出力手段５は、マイコン３からの制御信号に基づいて、音声によって運転者に情報を伝えるものであり、この場合、専用に設けられるスピーカを適用できる。なお、音声出力手段５は、車両のオーディオ機器やナビゲーションシステムに用いられるスピーカと兼用してもよい。

以上の構成によって、本発明の車両用表示装置を構成することができる。また、マイコン３によって、視線検出手段１からの視線検出信号に基づいて、音声出力手段５を作動させることができ、この処理方法について図３を用いて説明する。

まず、マイコン３は、視線検出手段１からの視線検出信号に基づいて、運転者の視線情報を所定時間毎に入力する（ステップＳ１）。マイコン３は、この視線情報をＲＡＭに格納し、現在と過去との視点や視線方向の情報に基づいて視線の移動状態を判定することができる。

次にマイコン３は、ステップＳ１にて得た視線検出信号に基づいて、運転者の視線方向にある視線対象物を選定する（ステップＳ２）。なお、マイコン３は、フロントウィンドウＷやコンビネーションメータ４などの車両部品の位置座標を予め格納しており、この車両部品の位置座標と視線検出手段１の視線検出信号に基づく視線方向や運転者の目の位置とから運転者が何れの車両部品に対して視線を向けているのかを選定することができる。例えば、マイコン３は、運転者がコンビネーションメータ４内の何れの計器４ａ〜４ｄに対して視線を向けたのかを、視線の通過路や注視時間などから特定し、視線対象となる計器を判定することができる。

マイコン３は、ステップＳ２にて選定された、視線対象物がコンビネーションメータ４であるか否かを判定する（ステップＳ３）。

マイコン３は、車速センサ２からの車速検出信号に基づいて、車両の走行速度を算出し、所定走行速度よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。この場合、マイコン３は、車両の走行速度が所定走行速度として設定された時速２０キロメートルより速いか否かを判定するようにしている。なお、この所定走行速度は、実用的に使用される走行速度域（例えば、時速０〜１００キロメートル）から予め設定されるものであればよく、運転者によって任意の値に設定できるものであってもよい。

次にマイコン３は、ステップＳ３にて運転者がコンビネーションメータ４に視線を向けたと判定し、かつステップＳ４にて車両の走行速度が所定走行速度より大きいと判定した場合、車両の走行速度に応じて大きくなる走行ノイズなどを考慮した、運転者が聞き取りやすいであろう音圧を選択する（ステップＳ５）。なお、マイコン３は、車両の走行速度あるいは車両に取り付けられたノイズセンサ、車載オーディオ機器やナビゲーションシステムの音圧設定（ボリューム設定）の値などから、最適な音圧を選択することができる。

次にマイコン３は、車両に搭載される各種センサからの検出信号に基づいて、警報表示部４ｅに表示するべく異常状態が有るか否かを判定する（ステップＳ６）。なお、マイコン３は、車両に異常状態が有る場合には、別のアルゴリズムによって、警報内容を表示するように促す制御信号を警報表示部４ｅに出力している。したがって、マイコン３は、ステップＳ６において、警報表示部４ｅの表示内容において警報表示の有無を判定するものであってもよい。

マイコン３は、ステップＳ６にて異常状態が有ると判定した場合に、警報表示部４ｅにて表示される警報内容について音声にて知らせるべく制御信号を音声出力手段５に出力する（ステップＳ７）。この際、マイコン３は、ステップＳ５にて選択された最適な音圧にて音声出力されるように音声出力手段５を制御する。

また、マイコン３は、ステップＳ３にて運転者がコンビネーションメータ４に視線を向けたと判定し、かつステップＳ４にて車両の走行速度が所定走行速度より大きいと判定した場合、視線対象となる計器が表示する情報を音声にて知らせるべく制御信号を音声出力手段５に出力する（ステップＳ８）。この際、マイコン３は、ステップＳ５にて選択された最適な音圧にて音声出力されるように音声出力手段５を制御する。例えば、ステップＳ２において速度計４ａに視線を向けたと選定された場合、「時速６０キロメートルです」のように読み上げて音声出力させることができる。また、ステップＳ７にて警報内容を音声出力している場合には、この警報内容の音声出力が終了するのを待ってから、その時点での情報（走行速度）を音声出力することもできる。

なお、音声を読み始めてから終えるまでに時間を要するため、急激に値が変わる情報（例えば、エンジン回転数）や細かな値変化を把握しなければならない情報については音声出力をしないで、燃料計４ｂの燃料残量（リットル単位）や走行距離計４ｃの走行距離（キロメートル単位）などの変化の少ない値を音声出力するものが好適である。したがって、マイコン３は、音声出力するのに好適な計器の情報のみ音声出力させるように、選択的に制御信号を音声出力手段５に出力することができる。

また、マイコン３は、視線対象として選定された計器の照明が、ステップＳ８の処理によって音声出力されている間に点滅するように、コンビネーションメータ４の光源に制御信号を出力する（ステップＳ９）。したがって、運転者は、ステップＳ８にて音声出力される情報が何れの計器に関する情報であるのかを、容易に察知することができる。なお、コンビネーションメータ４に通常の照明色と異なる色を発する光源を各計器毎に用意しておき、視線対象として選定された計器の照明色を変化させることもできる。

上述したステップＳ１〜Ｓ９の処理を繰り返すことによって、視線検出手段１からの視線検出信号に基づいて、音声出力手段５を作動させ、運転者にとって必要な情報を容易に認識することが可能な運転支援機能となる。

かかる車両用表示装置は、車両の運転者の視線方向に応じた視線検出信号を出力する視線検出手段１と、情報を表示するための計器４ａ〜４ｄを設けてなるコンビネーションメータ４と、音声により前記情報を出力する音声出力手段５と、視線検出手段１からの視線検出信号に基づいて、前記運転者の視線がコンビネーションメータ４に移動したと判定した場合に、前記視線方向にある計器の情報を音声出力手段５にて出力させることを特徴とするマイコン３と、を備えてなる。

したがって、運転者は、コンビネーションメータ４の何れかの計器を確認する際に、表示と音声によって情報を出力することができるため、視覚と聴覚とを用いて必要な情報を迅速に把握することが可能となる。また、視線検出手段１を用いたことによって、運転者が確認したい時にスイッチ操作など煩わしい作業を行わなくとも、的確なタイミングにて自動的に音声出力することができる。そのため、運転者に不快感やストレスを生じさせない車両用表示装置となる。

また、車両の速度に応じた車速検出信号を出力する車速検出手段２を備え、マイコン３は、車速検出手段２からの車速検出信号に基づいて、音声出力手段５の音圧を変更してなることによって、車両速度に応じて大きくなる走行ノイズなどを考慮して適当な音圧にて所望の情報を音声出力することができる。そのため、運転者は、音声出力された情報を容易に聞き取ることができ、迅速に把握することが可能となる。

また、車両の速度に応じた車速検出信号を出力する車速検出手段２を備え、マイコン３は、ステップＳ４の処理によって、車速検出手段２からの車速検出信号に基づいて、車両の速度が所定速度以下の場合は、音声出力手段５による出力を行わないようにできる。したがって、例えば、停車中や徐行運転中など、計器を見る時間を十分に確保できると思われる時には、自動的に音声出力を行わないで、煩わしさを低減し、運転者に不快感やストレスを生じさせないようにできる。

また、コンビネーションメータ４は、車両の異常状態を表示する警報表示部４ｅを設けてなり、マイコンは、車両に搭載される各種センサの検出信号に基づいて、車両が異常状態であり、かつ視線検出手段１の視線検出信号に基づいてコンビネーションメータに視線を移動したと判断した場合に、前記異常状態を説明する音声を音声出力手段５によって出力させるものである。したがって、運転者に見落としがちな警報を迅速に把握させることが可能となる。また、警報表示部４ｅの表示スペースに表示しきれない情報を音声にて表現することができるため、わかりやすく警報を報知することができる。

また、マイコン３は、視線検出手段１の視線検出信号に基づいて、運転者がコンビネーションメータ４の計器４ａ〜４ｄに視線を移動したと判断した場合に、計器４ａ〜４ｄを照明する光源の照明輝度あるいは照明色を変化させてなることによって、音声出力される情報とその情報を表示出力している計器との関連性を持たせることができるため、運転者は、音声出力されている内容を迅速に把握することができる。

なお、本発明の実施の形態では、上述した構成部品からなる車両用表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その構成や処理は同様の効果が得られるものであればよく、例えば、車両の異常状態に基づく上述した処理（ステップＳ６，Ｓ７）を行わないなど、上述の処理の手順と異なるものであっても良い。

また、本発明の実施の形態では、液晶表示素子や指針と指標とからなる計器を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、インストルメントパネルＰ上部に表示像を投影する表示器と、この表示像を運転者の方向へ虚像として投射する反射ミラーとを少なくとも備えた虚像表示装置（ヘッドアップディスプレイ装置）を用いることで、虚像と車両の前方風景との距離を近づけることができるため、運転者の視線移動を更に抑制しつつ、車両の前方の状況を迅速に察知できる車両用表示装置となる。

本発明の実施の形態である車両用表示装置のブロック図。 同上実施の形態の車両用表示装置が車両に搭載された例を示す図。 同上実施の形態の音声出力に関する処理手順を示す図。

符号の説明

１ 視線検出手段
３ マイコン（制御手段）
４ コンビネーションメータ（情報表示手段）
４ａ 速度計（表示部）
４ｂ 燃料計（表示部）
４ｃ 時計（表示部）
４ｄ 警報表示部
５ 音声出力手段

Claims (5)

1. 車両の運転者の視線方向に応じた視線検出信号を出力する視線検出手段と、
   情報を表示するための表示部を設けてなる情報表示手段と、
   音声により前記情報を出力する音声出力手段と、
   前記視線検出手段からの前記視線検出信号に基づいて、前記運転者の視線が前記情報表示手段に移動したと判定した場合に、前記視線方向にある前記表示部の情報を前記音声出力手段にて出力させることを特徴とする制御手段と、
   を備えてなることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記車両の速度に応じた車速検出信号を出力する車速検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記車速検出手段からの前記車速検出信号に基づいて、前記音声出力手段の音圧を変更してなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記車両の速度に応じた車速検出信号を出力する車速検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記車速検出手段からの前記車速検出信号に基づいて、前記車両の速度が所定速度以下の場合は、前記音声出力手段による出力を行わないようにすることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
4. 前記情報表示手段は、前記車両の異常状態を表示する警報表示部を設けてなり、
   前記制御手段は、前記車両に搭載される各種センサの検出信号に基づいて、前記車両が異常状態であり、かつ前記視線検出手段の前記視線検出信号に基づいて前記情報表示手段に視線を移動したと判断した場合に、前記異常状態を説明する音声を前記音声出力手段によって出力させることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
5. 前記制御手段は、前記視線検出手段の前記視線検出信号に基づいて、前記運転者が前記情報表示手段の前記表示部に視線を移動したと判断した場合に、前記表示部を照明する光源の照明輝度あるいは照明色を変化させてなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
   

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