JP6120167B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されて運転者等の視認者に情報表示を行う車両用表示装置に関する。

従来、車両に搭載されて運転者等の視認者に情報表示を行う車両用表示装置として、例えば特許文献１に開示されているように、前方風景に対応させてフロントウインドガラス上に情報を表示するものが提案されている。また、ディスプレイ上に情報表示を行う車両用表示装置として、特許文献２に開示されているように車外背景に対して情報を重畳して表示するものや、特許文献３に開示されているように可視画像と赤外画像とを重畳して表示するものが提案されている。
ところで、表示を重畳させる車両用表示装置としては、立体で奥行きのある表示機（立体造形物）の表示に、液晶表示パネルの虚像表示を重畳させる表示システムが提案されている。しかしながら、このように３次元表示である立体造形物の表示と２次元表示である画像による虚像表示とを重畳する場合、表示次元が異なることから各々の表示の見え方が異なり、一体の表示システムとして視認し難いという問題点がある。

特開２００７−２３０４９１号公報 特開２００４−３５６７３１号公報 特開２００８−２３０３５８号公報

本発明の課題は、３次元表示である立体造形物の表示と２次元表示である画像による虚像表示との重畳表示において、視認者に対して一体の表示システムとして視認し易くできる車両用表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

また、本発明は、
車両に搭載されて運転者等の視認者に情報表示を行う車両用表示装置において、
奥行きを持った形状に形成された立体造形物と、
該立体造形物の前方に配置されるとともにその立体造形物の表示を前方から透視可能にする透過反射板と、
前記透過反射板の、前記立体造形物が配置された側の面と反対側の面に表示像を出射して、その表示像を前記反対側の面で視認者側に反射させることにより、前記立体造形物の表示と重なる位置に前記表示像の虚像表示を行う液晶表示パネルと、を備え、
自車位置に結像される前記液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての前記立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離と対応させて前記液晶表示パネルの虚像表示及び前記立体造形物の表示における彩度を設定することを特徴とする。

このように、２次元表示である液晶表示パネルの虚像表示と３次元表示である立体造形物の表示とを重畳表示する構成において、自車位置に結像される液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離と対応させて液晶表示パネルの虚像表示及び立体造形物の表示における彩度を設定する。これにより、自車位置と先行車位置との間の距離によって生じる視覚的な物体の彩度差を、液晶表示パネルによる２次元表示及び立体造形物による３次元表示に対して反映させることができるので、視認者に対して遠近法表示を行う２次元及び３次元による一体の表示システムとして視認し易くできる。

また、本発明は、
車両に搭載されて運転者等の視認者に情報表示を行う車両用表示装置において、
奥行きを持った形状に形成された立体造形物と、
該立体造形物の前方に配置されるとともにその立体造形物の表示を前方から透視可能にする透過反射板と、
前記透過反射板の、前記立体造形物が配置された側の面と反対側の面に表示像を出射して、その表示像を前記反対側の面で視認者側に反射させることにより、前記立体造形物の表示と重なる位置に前記表示像の虚像表示を行う液晶表示パネルと、を備え、
自車位置に結像される前記液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての前記立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離が大きいほど前記液晶表示パネルの虚像表示及び前記立体造形物の表示における明度を大きくすることを特徴とする。

このように、２次元表示である液晶表示パネルの虚像表示と３次元表示である立体造形物の表示とを重畳表示する構成において、自車位置に結像される液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離が大きいほど液晶表示パネルの虚像表示及び立体造形物の表示における明度を大きくする。これにより、自車位置と先行車位置との間の距離によって生じる視覚的な物体の明度差を、液晶表示パネルによる２次元表示及び立体造形物による３次元表示に対して反映させることができるので、視認者に対して遠近法表示を行う２次元及び３次元による一体の表示システムとして視認し易くできる。

本発明の一実施形態における車両用表示装置を示す正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 車両用表示装置のナビ表示部を構成する液晶表示パネルの虚像表示と立体造形物の表示における大きさの表示方法を説明するための斜視図。 図３の正面図。 図３の側面図。 実物表示に対する液晶表示パネルの虚像表示と立体造形物の表示の表示比率を示す一覧表図。 液晶表示パネルの虚像表示と立体造形物の表示における彩度及び明度の表示方法を説明するための斜視図。 図７の正面図。 図７の側面図。 表示位置に対する液晶表示パネルの虚像表示と立体造形物の表示の彩度及び明度を示す一覧表図。

以下、本発明の車両用表示装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明に係る車両用表示装置を、追従走行制御システムを備えた車両に搭載される表示装置に適用した場合を例示する。追従走行制御システムとは、先行車両に自動的に追従する追従走行を行うための制御システムであり、運転者の設定した車速を上限としてレーダ等の測距センサを用いて検出した先行車両との車間距離や相対速度に応じた車速となるように制御するＡＣＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｃｒｕｉｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等が知られている。

図１に示すように、車両用表示装置１は、車両の車室内の前方に設けられたインストルメントパネル３０に取り付けられ、車両の左折及び右折を示す方向指示部２ａ，２ｂと、異常発生時に警告表示を行う警告表示部３と、車両速度を表示するスピードメータ部４と、車両のエンジン回転数を表示するタコメータ部５と、追従走行をナビゲーションするナビ表示部１０と、を備える。スピードメータ部４は、車両速度の計測量データに応じてステップモータ（図しない）が指針４ａを駆動することで車両速度を指し示す。タコメータ部５は、エンジン回転数の計測量データに応じてステップモータ（図しない）が指針５ａを駆動することで車両のエンジン回転数を指し示す。

ナビ表示部１０は、図２に示すように、奥行きを持った形状に形成された立体造形物１１と、該立体造形物１１の前方に配置されるとともにその立体造形物１１の表示を前方から透視可能にする透過反射板１２と、その透過反射板１２を透して結像された虚像表示を立体造形物１１の表示と重ねて表示するＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型の液晶表示パネル１３と、を備えている。

立体造形物１１は、図３に示すように、自車両が通行する道路を造形化した道路面１４と、その道路面１４の後端位置に取り付けられて自車両の前方を走行する車両を造形化した先行車１５と、を備えている。道路面１４は、運転者等の視認者の視線に沿って徐々に道幅が狭くなりかつ上方に向かって傾斜した形状に形成され、その両端側には、道路面１４の先細り形状に対応して徐々に先細りした左右一対の路側線１６が描かれている。これにより、立体造形物１１は、図４に示すように、透過反射板１２を透した視認者側からの視点で、道路面１４と先行車１５とを遠近法表示による奥行きを持った表示として視認者に視認させる。

透過反射板１２は、視認者の視線と平行方向の光を透過させ、運転者の視線に対して傾斜した方向の光を反射する半透鏡である。この透過反射板１２は、立体造形物１１と液晶表示パネル１３との間で斜めに取り付けられる。視認者側となる透過反射板１２の前方には、車両用表示装置１の表示、すなわち後述する透過反射板１２を透した液晶表示パネル１３の虚像表示及び立体造形物１１の表示を視認可能に被覆する透明なウインドプレート３１がインストルメントパネル３０に取り付けられる（図１参照）。

液晶表示パネル１３は、視認者に追従走行をナビゲーションする映像の表示画像をグラフィック表示するものであり、インストルメントパネル３０の内部に取り付けられる。この液晶表示パネル１３は、透過反射板１２の上方に配置されて、図５に示すように、視認者の視線上で透過反射板１２を透した虚像表示（虚像画面２０）として立体造形物１１の表示と重ねて表示される。液晶表示パネル１３の虚像画面２０には、自車両を示す自車２１や、虚像画面２０の表示に遠近感を持たせるための手前側及び奥側の２本の木２２，２３等が表示される。

具体的なナビ表示部１０の表示としては、まずキースイッチを回してエンジンを始動してナビ表示部１０の光源等を点灯することで、ウインドプレート３１及び透過反射板１２を透して立体造形物１１が視認者に視認可能になる。また、これと同時に、液晶表示パネル１３の画像が透過反射板１２に表示されることで、視認者の視線上で透過反射板１２を透して液晶表示パネル１３の画像が結像されて虚像画面２０が表示される（虚像表示される）。これにより、視認者は、立体造形物１１の表示（造形物による３次元表示）と液晶表示パネル１３の虚像表示（画像による２次元表示）とを重ねて認識することができる。

ところで、本実施形態の車両用表示装置１を構成するナビ表示部１０は、図２に示すように、液晶表示パネル１３、立体造形物１１、及び透過反射板１２の配置位置の設定により、液晶表示パネル１３による虚像表示の消失点ＶＰ１と立体造形物１１による表示の消失点ＶＰ２とが、運転席から見たときに一直線ＶＬ上に配置されるようにしている。これにより、液晶表示パネル１３の２次元表示による遠近法表示の消失点ＶＰ１と、立体造形物の３次元表示による遠近法表示の消失点ＶＰ２との間でズレをなくして、視認者に対して遠近法表示を行う２次元及び３次元による一体の表示システムとして視認し易くしている。

また、上記した立体造形物１１の表示と液晶表示パネル１３の虚像表示とを重畳表示する構成において、それぞれの表示物は、図６の一覧表図に示す大きさ設定に基づいて表示される。すなわち、自車位置での表示は自車２１と手前側の木２２であり、これらの表示物２１，２２はそれぞれ液晶表示パネル１３（虚像画面２０）で表示される。また、先行車位置での表示は奥側の木２３と先行車１５であり、奥側の木２３は液晶表示パネル１３（虚像画面２０）で表示される一方、先行車１５は立体造形物１１で表示される。

自車位置となる手前側の木２２の実物の大きさ（高さ寸法）は２ｍであり、自車２１の実物の大きさ（高さ寸法）は１．５ｍである。先行車位置となる奥側の木２３の実物の大きさ（高さ寸法）は２ｍであり、先行車１５の実物の大きさ（高さ寸法）は１．５ｍである。また、本実施形態では、ナビ表示部１０での表示を実物の大きさの１／５０に設定している。これにより、自車位置となる手前側の木２２は４ｃｍの大きさに表示され、自車２１は３ｃｍの大きさに表示される。そして、自車位置の表示物と先行車位置の表示物の大きさの比率を実際の自車と先行車の距離に対する所定割合（実施形態中では、３：１の割合）の比率で表示する。したがって、先行車位置となる奥側の木２３は、自車位置での大きさとなる４ｃｍの１／３である１．３ｃｍに表示される。また、先行車位置となる先行車１５は、自車位置での大きさとなる３ｃｍの１／３である１ｃｍに表示される。

このように車両用表示装置１のナビ表示部１０は、自車位置に結像される液晶表示パネル１３の虚像表示（虚像画像２０）から先行車位置にかけての立体造形物１１の表示により自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置の表示物と先行車位置の表示物の大きさの比率を実際の自車と先行車の距離に対する所定割合の比率で表示する。これにより、自車位置と先行車位置との間の距離によって生じる視覚的な物体の大小関係を、液晶表示パネル１３による２次元表示と立体造形物１１による３次元表示との両方の表示に対して反映させることができるので、視認者に対して遠近法表示を行う２次元及び３次元による一体の表示システムとして視認し易くできる。

また、ナビ表示部１０は、追従走行のナビゲーションにおいて先行車両が急ブレーキを踏む等により、自車両と先行車両との間隔が急激に狭まって先行車両への衝突の危険性を察知した際には、図７ないし図９に示すように、立体造形物１１の表示である先行車１５と重なり合うように液晶表示パネル１３の虚像表示（虚像画面２０）としてマーカー２４を表示することで、運転者に注意を促すようになっている。

そして、上記したマーカー２４を含む液晶表示パネル１３の虚像表示と先行車１５等の立体造形物１１の表示との重畳表示において、それぞれの表示物は、前述した図６の一覧表図に示す大きさ設定に加えて、図１０の一覧表図に示す彩度及び明度の各設定に基づいて表示される。すなわち、彩度においては、０〜１．０の度数範囲内で、自車位置となる自車２１及び最近位置の路側線１６（図７ないし図９に示す路側線１６の丸囲み部分）の彩度を０．８に設定する一方、先行車位置となる先行車１５及びマーカー２４の彩度を０．２に設定している。また、明度においては、０〜１．０の度数範囲内で、自車位置となる自車２１及び最近位置の路側線１６の明度を０．２に設定する一方、先行車位置となる先行車１５及びマーカー２４の明度を０．８に設定している。

このように車両用表示装置１のナビ表示部１０は、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離と対応させて液晶表示パネル１３の虚像表示及び立体造形物１１の表示における彩度と明度とを設定する。これにより、自車位置と先行車位置との間の距離によって生じる視覚的な物体の彩度差及び明度差を、液晶表示パネル１３による２次元表示と立体造形物１１による３次元表示との両方の表示に対して反映させることができるので、視認者に対して遠近法表示を行う２次元及び３次元による一体の表示システムとして視認し易くできる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これはあくまで例示に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、実施形態中の構成では、液晶表示パネルとしてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）型のものを例示しているが、この構成に限定されるものではなく、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎ Ｍｅｔａｌ）型やＤＳＴＮ（Ｄｕａｌ Ｓｃａｎ ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶表示パネルとしてもよい。

また、実施形態中では、先行車位置での表示と自車位置での表示との大きさの比率設定において図６に示す大きさ設定の一覧表図を用いて説明し、また、先行車位置での表示と自車位置での表示との彩度及び明度の設定において図１０に示す彩度及び明度の各設定の一覧表図を用いて説明しているが、これに限定させるものではない。例えば、図６の一覧表図では自車位置での表示を液晶表示パネル１３の虚像表示で行う場合についてのみ示しているが、図１０の一覧表図に示すように、立体造形物１１の最近位置の路側線１６を自車位置の表示として大きさ設定を行うことはいうまでもない。また、自車位置の表示物と先行車位置の表示物の大きさの比率を決定するための実際の自車と先行車の距離に対する所定割合、自車位置での表示と先行車位置での表示との間の彩度差及び明度差は、実施形態中に記載のものに限定されず任意に変更が可能である。

また、実施形態中に記載の車両用表示装置１（ナビ表示部１０）は、液晶表示パネル１３による虚像表示の消失点ＶＰ１と立体造形物１１による表示の消失点ＶＰ２とを運転席から見たときに一直線ＶＬ上に配置する構成（要件１）と、先行車位置での表示と自車位置での表示との大きさ設定（要件２）、彩度設定（要件３）、及び明度設定（要件４）を全て行うものとしているが、必ずしも全ての要件１〜４を備える必要はなく、要件１〜４のうち少なくとも２つ以上の要件を備えた車両用表示装置としてもよい。

１ 車両用表示装置
１０ ナビ表示部
１１ 立体造形物
１２ 透過反射板
１３ 液晶表示パネル
１５ 先行車
２０ 虚像画面
２１ 自車
２２，２３ 木
２４ マーカー
ＶＰ１，ＶＰ２ 消失点
ＶＬ 視線

Claims (5)

1. 車両に搭載されて運転者等の視認者に情報表示を行う車両用表示装置において、
   奥行きを持った形状に形成された立体造形物と、
   該立体造形物の前方に配置されるとともにその立体造形物の表示を前方から透視可能にする透過反射板と、
   前記透過反射板の、前記立体造形物が配置された側の面と反対側の面に表示像を出射して、その表示像を前記反対側の面で視認者側に反射させることにより、前記立体造形物の表示と重なる位置に前記表示像の虚像表示を行う液晶表示パネルと、を備え、
   自車位置に結像される前記液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての前記立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離と対応させて前記液晶表示パネルの虚像表示及び前記立体造形物の表示における彩度を設定することを特徴とする車両用表示装置。
2. 車両に搭載されて運転者等の視認者に情報表示を行う車両用表示装置において、
   奥行きを持った形状に形成された立体造形物と、
   該立体造形物の前方に配置されるとともにその立体造形物の表示を前方から透視可能にする透過反射板と、
   前記透過反射板の、前記立体造形物が配置された側の面と反対側の面に表示像を出射して、その表示像を前記反対側の面で視認者側に反射させることにより、前記立体造形物の表示と重なる位置に前記表示像の虚像表示を行う液晶表示パネルと、を備え、
   自車位置に結像される前記液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての前記立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離が大きいほど前記液晶表示パネルの虚像表示及び前記立体造形物の表示における明度を大きくすることを特徴とする車両用表示装置。
3. 自車位置に結像される前記液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての前記立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置の表示物と先行車位置の表示物の大きさの比率を実際の自車と先行車の距離に対する所定割合の比率で表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用表示装置。
4. 自車位置に結像される前記液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての前記立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離と対応させて前記液晶表示パネルの虚像表示及び前記立体造形物の表示における彩度を設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
5. 自車位置に結像される前記液晶表示パネルの虚像表示と、自車位置から先行車位置にかけての前記立体造形物の表示とにより自車位置及び先行車位置の表示を行い、自車位置を基準位置とした先行車位置までの距離において自車位置からの距離と対応させて前記液晶表示パネルの虚像表示及び前記立体造形物の表示における明度を設定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。