JP6372175B2

JP6372175B2 - 車両用情報表示装置、車両用情報表示装置を備えた車両及び車両用情報の表示方法

Info

Publication number: JP6372175B2
Application number: JP2014116806A
Authority: JP
Inventors: 茂滝波
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-06-05
Also published as: JP2015229431A

Description

本発明は、車両の運転席から見えるように表示用情報をフロントガラスに投影する車両用情報表示装置、車両用情報表示装置を備えた車両及び車両用情報の表示方法に関する。

昨今の運転者支援技術の普及により、運転者が車両前方から視線を外すことなく、車両の運転席から見えるように、速度情報、経路情報、路面情報等の情報を表示用情報としてフロントガラスに投影するヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置）と呼ばれる車両用情報表示装置を搭載する車両が、特に乗用車両で急速に増加している。

実際の車両用情報表示装置では、明度を確保するためのコンバイナ(ハーフミラー)の設定や、焦点位置や画質を確保するためのレンズ構成が非常に複雑ではあるが、基本的な構造は、図３に示すように、投光部１０の発光部材１０ｃを有するプロジェクタ１０ａとレンズ１０ｂを備えており、プロジェクタ１０ａにより表示用情報ＤＩをフロントガラス１２に照射し、プロジェクタ１０ａから出た映像を、任意の位置で結像するようにレンズ１０ｂを介し、これをコンバイナ１１により、運転者Ｄｒの視線方向に反射させる構造であり、この照射光Ｌａがコンバイナ１１で反射された反射光Ｌｂを運転者Ｄｒの目Ｅｙｅで捉えることで、あたかも、反射光Ｌｂの延長線Ｌｃ上に表示用情報ＤＩがあるかの如く、表示用情報ＤＩがフロントガラス１２の前方位置に投影される。

この車両用情報表示装置を乗用車両に搭載した例を図４に示すが、この車両用情報表示装置１Ｘでは、このＨＵＤ装置の投光部１０を車両室内の運転席前方のダッシュボード（図示しない）内に埋め込む形で配設して、投光部１０から表示用情報ＤＩをフロントガラス１２に照射することで、表示用情報ＤＩを運転者Ｄｒに提供している。

また、車両用情報表示装置を商用車両（貨物車両、大型車両）に搭載した例を図５に示す。この車両用情報表示装置１Ｙでは、車両用情報表示装置１Ｘに比べてフロントガラス１２がほぼ垂直に起立しており、光路の確保が困難であるため、フロントガラス１２よりも上方のヘッダーシェルフ（図示しない）にＨＵＤ装置の投光部１０を納めるとともに、投光部１０からダッシュボード１３上に設置したコンバイナ１１に照射して、コンバイナ１１で反射した光をフロントガラス１２に照射することで、表示用情報ＤＩを運転者Ｄｒに提供している。

これに関連して、表示デバイスの表示パターンを運転席前方の投影面に投影し、この投影によって生じた表示パターンの虚像をフロントガラス前方の外景と重複して視認するようにした車両用表示装置において、投影装置からの投光を反射する第１のミラーを車室の天井に設け、この第１のミラーからの反射光をフロントガラスに向かって反射する第２のミラーを運転席前方のダッシュボード上に設置し、第２のミラーからの反射光をフロントガラスにより運転席側に反射させ、フロントガラス前方に生じる表示パターンの虚像を視認するようにした車両用表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、これらのＨＵＤ装置では、照射した光の光路をフロントガラスに斜めから照射しているため、図６に示すように、フロントガラス１２の表鏡面（車両内側の鏡面）１２Ｉで反射することで形成される表示用情報の第１の像ＤＩ１と裏鏡面（車両外側の鏡面）１２Ｏで反射することで形成される表示用情報の第２の像ＤＩ２との間に距離Ａが生じるため、運転者Ｄｒから表示用情報ＤＩが二重に見えてしまう「表示用情報の二重像化」という問題がある。

また、一般的に、運転者が見やすい表示用情報の投影位置は運転者の体格に応じて異なるので、運転者が必要に応じて、ＨＵＤ装置の角度やコンバイナの角度を手動で調整して投影位置を最適なものとするという余分な作業が生じるという問題がある。

また、ヘッダーシェルフにＨＵＤ装置を配置する場合には、光路設計の関係上、表示用情報の投影位置が運転者から見て左下のフロントガラスに限定されてしまうという問題がある。さらに、ＨＵＤ装置のレンズ面が鉛直方向に垂直な方向に向いている場合には、レンズ面上に埃が堆積するので、頻繁にレンズ面を清掃する必要があるという問題がある。

特開昭６３−２５８２３３号公報

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、車両の運転席から見えるように表示用情報をフロントガラスに投影する車両用情報表示装置において、表示用情報の二重像化を抑制し、運転者の体格に応じた最適な位置に表示用情報を投影することができる車両用情報表示装置、車両用情報表示装置を備えた車両及び車両用情報の表示方法を提供することである。

上記の目的を達成するための本発明の車両用情報表示装置は、車両の運転席から見えるように表示用情報をフロントガラスに投影する車両用情報表示装置において、前記車両の運転席側のＢピラーに配置されるシートベルト肩アンカー部に前記車両用情報表示装置の投光部を収納して、前記投光部が前記シートベルト肩アンカー部と一体的に移動するように構成される。

この構成によれば、車両用情報表示装置の投光部が、車両の前から２番目の窓柱で前部座席の後方となるＢピラーに配置できるので、投光部からの照射光は運転者の肩越しにフロントガラスに入射することになり、照射光の光路をフロントガラスに対して略垂直にすることができる。従って、表示用情報の二重像の発生を抑制でき、また、二重像が発生したとしても二重像のずれ量を小さくすることができる。

また、乗用車両だけでなく商用車両においても、投光部からの照射光の光路設計において、無理がなくなり、運転者の体格に応じて、運転者の視線の高さに近い位置等の最適な位置に表示用情報を投影することができるようになる。さらに、車両用情報表示装置の投光部のレンズ面が鉛直方向になるように配置できるので、レンズ面上の埃の堆積が抑制され、レンズ面の清掃頻度を少なくすることができる。

また、運転者が自分の体格に応じてシートベルト肩アンカー部の高さを調整するときに、車両用情報表示装置の投光部も同時に動くので、投光部の位置も自動的に運転者の体格に応じた位置となり、表示用情報の投影位置も運転者が見易い位置となるので、改めて投光部の角度を調整する手間を省くことができる。

また、上記の車両用情報表示装置において、前記表示用情報を投影するための発光体を発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザ発光材で構成すると、車両用情報表示装置を小型化することができるので、シートベルト肩アンカー部に容易に収納して一体化することができる。

また、上記の目的を達成するための本発明の車両は、上記の車両用情報表示装置を搭載して構成される。この構成によれば、上記の車両用情報表示装置と同様の効果を奏することができる。

また、上記の目的を達成するための本発明の車両用情報の表示方法は、車両用情報表示装置の投光部からの照射により、車両の運転席から見えるように表示用情報をフロントガラスに投影する車両用情報の表示方法において、前記車両の運転席側のＢピラーに配置されるシートベルト肩アンカー部に収納されて、前記シートベルト肩アンカー部と一体的に移動する前記投光部から前記フロントガラスに照射して前記表示用情報を投影することを特徴とする方法である。この方法によれば、上記の車両用情報表示装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の車両用情報表示装置、車両用情報表示装置を備えた車両及び車両用情報の表示方法によれば、車両用情報表示装置の投光部が、車両の前から２番目の窓柱で前部座席の後方となるＢピラーに配置できるので、投光部からの照射光は運転者の肩越しにフロントガラスに入射することになり、照射光の光路をフロントガラスに対して略垂直にすることができる。従って、表示用情報の二重像の発生を抑制でき、また、二重像が発生したとしても二重像のずれ量を小さくすることができる。

本発明に係る実施の形態の車両用情報表示装置の構成の一例を示す図である。本発明に係る車両用情報表示装置における表示用情報の二重像抑制効果を説明するための図である。車両用情報表示装置による表示用情報の形成原理を示す図である。従来技術に係る乗用車両に搭載された車両用情報表示装置の一例を示す図である。従来技術に係る商用車両に搭載された車両用情報表示装置の一例を示す図である。表示用情報の二重像現象を説明するための図である。

以下、本発明に係る実施の形態の車両用情報表示装置、車両用情報表示装置を備えた車両及び車両用情報の表示方法について図面を参照しながら説明する。

本発明に係る実施の形態の車両用情報表示装置（ＨＵＤ装置）１は、図１に示すように、車両の運転席から見えるように表示用情報ＤＩをフロントガラス１２に投影する装置であり、この車両用情報表示装置１の投光部１０を車両の運転席側のＢピラー１４に配設して構成する。このＢピラー１４は、車両の前からＡピラーについで２番目のピラー（窓柱）であり、前部座席の後方となるピラーである。

この構成により、投光部１０からの照射光Ｌａを運転者Ｄｒの肩越しにフロントガラス１２に入射させることができるので、照射光Ｌａの光路をフロントガラス１２に対して略垂直にすることができる。従って、表示用情報ＤＩの二重像の発生を抑制でき、また、二重像が発生したとしても二重像のずれ量を小さくすることができる。

つまり、図２に示すように、フロントガラス１２の表鏡面１２Ｉで反射する反射光Ｌｂで形成される表示用情報ＤＩ１と裏鏡面１２Ｏで反射する反射光Ｌｂの延長線Ｌｃ上に形成される表示用情報ＤＩ２との距離Ｂを、図６に示すような従来技術に係る車両用情報表示装置１Ｘにおける距離Ａより小さく（Ｂ＜Ａ）することができる。

すなわち、従来問題となっていたコンバイナ１１やフロントガラス１２に斜めに入射することによって発生する表示用情報ＤＩの二重像ＤＩ１、ＤＩ２を、完全に垂直方向で入射及び反射させることで理論的に発生しない状態にしたり、多少の斜めの角度で入射及び反射させる場合でも、二重像が発生しても問題にならない程度のずれ量となり、表示用情報ＤＩの二重像のずれ量を小さくしたりすることができる。

また、乗用車両だけでなく商用車両においても、投光部１０からの照射光Ｌａの光路設計において、無理がなくなり、運転者Ｄｒの体格に応じて、運転者Ｄｒの視線の高さに近い位置等の最適な位置に表示用情報ＤＩを投影することができるようになる。さらに、車両用情報表示装置１の投光部１０のレンズ面１０ｂｆを鉛直方向になるように配置できるので、レンズ面１０ｂｆ上の埃の堆積が抑制され、レンズ面１０ｂｆの清掃頻度を少なくすることができる。

また、車両用情報表示装置１の投光部１０は、Ｂピラー１４に配置されるシートベルト肩アンカー部１５と一体的に移動するように配設して構成することが好ましい。

すなわち、投光部１０が備えるプロジェクタ１０ａ、レンズ１０ｂ、発光部材１０ｃ等の光学部品は最近非常に小型化されてきているので、投光部１０をシートベルト肩アンカー部１５に収納可能に小型化し、シートベルト肩アンカー部１５と一体的に移動するように構成する。

この構成により、投光部１０からの照射光Ｌａの光路は、運転者Ｄｒの肩位置からほぼ水平に前方に向かうことになるので、フロントガラス１２に対して略垂直に入射及び反射させて、運転者Ｄｒの目Ｅｙｅの高さ付近に結像することができるので、運転者Ｄｒにとって視線移動負担の少ない水平線位置に表示用情報ＤＩを投影することができる。

例えば、図１に示すように、運転者Ｄｒが自分の体格に応じてシートベルト肩アンカー部１５の高さＰＬを調整すると、自動的にＨＵＤ装置１０も運転者Ｄｒの体格に応じた位置となり、表示用情報ＤＩの投影位置も自動的に運転者Ｄｒの体格に応じて、運転者Ｄｒが見易い位置になる。図１では、投光部１０の位置ＡＰ１、ＡＰ２に対して、投影位置ＤＰ１，Ｄｐ２がそれぞれ対応する。

更に、投光部１０の照射方向を上下左右方向に変更可能とした場合には、この照射方向を変更することで、表示用情報ＤＩの投影位置を上下左右方向に移動することができるようになり、運転者Ｄｒが手動で最も見易い位置に投影位置を変更することができるようになる。

なお、表示用情報ＤＩの左右方向の投影位置は、運転者Ｄｒが前方を走行している他車両（図示しない）等の視認障害とならないように、正面視認性の点から、運転席側のＡピラー（図示しない）近傍の正面からやや右の位置（右ハンドル車両の場合）を基本投影位置とすることが好ましいが、より好ましくは、車両の運転席の構成やフロントガラスの傾斜等により運転者Ｄｒが最も見易い位置は異なってくるので、それぞれの車両に対して実験を行って設定する。

そして、表示用情報ＤＩを照射するための投光部１０の発光部材１０ｃを発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザ発光体で構成すると、投光部１０を小型化することができるので、シートベルト肩アンカー部１５に容易に収納して一体化することができるようになる。

また、本発明に係る実施の形態の車両は、上記のＨＵＤ装置１０を搭載して構成され、上記の車両用情報表示装置１と同様、二重像の防止又は抑制、照射光Ｌａの光路の確保、投光部１０のレンズ面１０ｂｆへの埃の堆積抑制などの効果を奏することができる。

また、本発明に係る実施の形態の車両用情報の表示方法は、車両用情報表示装置１の投光部１０からの照射により、車両の運転席から見えるように表示用情報ＤＩをフロントガラス１２に投影する車両用情報の表示方法であり、車両の運転席側のＢピラー１４に配設した投光部１０からフロントガラス１２に照射して表示用情報ＤＩを投影する方法であり、上記の車両用情報表示装置１と同様、二重像の防止又は抑制、照射光Ｌａの光路の確保、投光部１０のレンズ面１０ｂｆへの埃の堆積抑制などの効果を奏することができる。

１、１Ｘ、１Ｙ車両用情報表示装置（ＨＵＤ装置）
１０投光部
１０ａプロジェクタ
１０ｂレンズ
１０ｂｆレンズ面
１０ｃ発光部材
１１コンバイナ
１２フロントガラス
１２Ｉフロントガラスの表鏡面
１２Ｏフロントガラスの裏鏡面
１３ダッシュボード
１４Ｂピラー
１５シートベルト肩アンカー部
ＡＰ１、ＡＰ２シートベルト肩アンカー部の高さ
ＤＩ表示用情報
ＤＩ１フロントガラスの表鏡面の反射による第１の像
ＤＩ２フロントガラスの裏鏡面の反射による第２の像
ＤＰ１、ＤＰ２表示用情報の高さ
Ｄｒ運転者

Claims

車両の運転席から見えるように表示用情報をフロントガラスに投影する車両用情報表示装置において、前記車両の運転席側のＢピラーに配置されるシートベルト肩アンカー部に前記車両用情報表示装置の投光部を収納して、前記投光部が前記シートベルト肩アンカー部と一体的に移動するように構成されたことを特徴とする車両用情報表示装置。
前記表示用情報を投影するための発光体を発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザ発光材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用情報表示装置。
請求項１または２のいずれか１項に記載の車両用情報表示装置を搭載したことを特徴とする車両。
車両用情報表示装置の投光部からの照射により、車両の運転席から見えるように表示用情報をフロントガラスに投影する車両用情報の表示方法において、前記車両の運転席側のＢピラーに配置されるシートベルト肩アンカー部に収納されて、前記シートベルト肩アンカー部と一体的に移動する前記投光部から前記フロントガラスに照射して前記表示用情報を投影することを特徴とする車両用情報の表示方法。