JPH0585223A

JPH0585223A - ヘツドアツプデイスプレイ装置

Info

Publication number: JPH0585223A
Application number: JP24344891A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kato; 雅之加藤; Takakazu Aritake; 敬和有竹; Takeshi Matsumoto; 松本　　剛; Junji Tomita; 順二富田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-09-24
Filing date: 1991-09-24
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は外界からの背景光と情報光源からの
情報光とを重ねて背景視野内に所定の情報像を表示する
ようにしたヘッドアップディスプレイ装置に関し、ヘッ
ドアップディスプレイ装置を用いてドライバの前方視野
に車間距離の目安となる距離指示像を表示し、これによ
りドライバが目視によって車間距離を正確に判断し得る
ようにすることを目的とする。【構成】情報光を投射する投射光学系ユニット（２
０）と、該情報光を外界からの背景光と重ねて背景視野
内に情報像を表示させるコンバイナ（２２）とからなる
車両用のヘッドアップディスプレイ装置において、投射
光学系ユニット（２０）とコンバイナ（２２）とが車両
の進行方向に車間距離の目安となる少なくとも１つの距
離指示像（ＶＩ）を表示するように構成されることが特
徴とされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外界からの背景光と情報
光源からの情報光とを重ねて背景視野内に所定の情報像
を表示するようにしたヘッドアップディスプレイ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵ
Ｄ）は従来から戦闘機等の航空機に利用されており、こ
のようなヘッドアップディスプレイ装置として、航空機
等の計器類等の指示情報を持つ情報光を投射する投射光
学系ユニットと、この情報光を外界からの背景光と重ね
て背景視野内に所定の情報像を表示させるコンバイナと
なるタイプのものが知られている。この種のヘッドアッ
プディスプレイ装置では、パイロットは計器類等に視線
を変えることなく前方背景視野内で種々の情報を観察す
ることが可能である。近年、かかるヘッドアップディス
プレイ装置は自動車等の車両にも応用され、例えば車両
速度表示等の情報像がドライバの前方視野内に表示され
る。

【０００３】図２０を参照すると、車両の運転席に組み
込まれたヘッドアップディスプレイ装置の従来例が示さ
れ、同図において、参照符号１０は車両のフロントウイ
ンドを示す。ヘッドアップディスプレイ装置はフロント
ウインド１０の下方側例えばダッシュボード（図示され
ない）内に配置された投射光学系ユニット１２と、フロ
ントウインド１０に一体的に形成されたコンバイナ１４
とから構成される。投射光学系ユニット１２内には、例
えば蛍光表示管等から構成される情報光源と、この情報
光源からの情報光を結像させる結像レンズ系とが設けら
れ、そこから射出された情報光Ｌはコンバイナ１４を介
してドライバの眼１６に届くことになり、これによりド
ライバは情報光源からの情報像をフロントウインド１０
の外側に虚像１８として観察し得ることとなる。要する
に、フロントウインド１０の前方視野内に例えば速度等
の情報像が表示される訳である。なお、コンバイナ１８
としては、周知のようにハーフミラーあるいは反射型ホ
ログラム要素等が用いられる。

【０００４】また、図２１にはヘッドアップディスプレ
イ装置の別の従来例が示され、この従来例はコンバイナ
１４がフロントウインド１４に一体的形成されずにその
内側に例えばダッシュボード上に設置される点を除けば
図２０のものと同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車等の
車両の運転時には、前方の車両との追突事故を防止する
ためには、ドライバは前方の車両に対して所定の車間距
離を維持することが必要である。一般的には、かかる車
間距離の維持については、ドライバの目測によって行わ
れるが、このような目測による車間距離の判断は特にド
ライバが疲労状態にある時などは正確になされず、知ら
ぬうちに前方に車両に接近し過ぎたりすることがある。
一方、車両に車間距離測定装置を搭載することも行われ
ており、この場合には車間距離が数値で示されたり、あ
るいは前方の車両に近づき過ぎると警報音が発せられた
りするが、しかし車間距離が数値で示されても危険性を
感覚的にとらえることは難しい。また、音響によるドラ
イバへの警告は不快性が伴うことが難点となる。

【０００６】そこで、本発明は上述したようなヘッドア
ップディスプレイ装置を用いてドライバの前方視野に車
間距離の目安となる距離指示像を表示し、これによりド
ライバが目視によって適正な車間距離を保てるようにす
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、情報光
を投射する投射光学系ユニットと、該情報光を外界から
の背景光と重ねて背景視野内に情報像を表示させるコン
バイナとからなる車両用のヘッドアップディスプレイ装
置において、投射光学系ユニットとコンバイナとが車両
の進行方向に車間距離の目安となる少なくとも１つの距
離指示像を表示するように構成されることが特徴とされ
る。

【０００８】

【作用】以上の構成から明らかなように、本発明による
ヘッドアップディスプレイ装置にあっては、車両の進行
方向に車間距離の目安となる少なくとも１つの距離指示
像が表示されるので、ドライバはその距離指示像に基づ
いて適正な車間距離を維持し得ることになる。

【０００９】

【実施例】図１ないし図２０を参照して、本発明による
ヘッドアップディスプレイ装置の実施例について説明す
る。先ず、図１ないし図３を参照すると、本発明による
ヘッドアップディスプレイ装置の一実施例が示され、こ
のヘッドアップディスプレイ装置は上述した従来の場合
と同様に投射光学系ユニット２０およびコンバイナ２２
を具備する。本実施例においては、投射光学系ユニット
２０は情報光源として蛍光表示管２０ａと、この蛍光表
示管２０ａからの光を結像させる結像レンズ系２０ｂと
を備え、そこから射出された情報光Ｌはコンバイナ２２
を介してドライバの眼２４に向かわせられ、かくしてド
ライバはその前方背景に虚像ＶＩを観察することにな
る。すなわち、図２に示すように、車両Ｖを運転するド
ライバＤは道路面Ｒ上に虚像ＶＩを観察する訳である。
例えば、本実施例では、投射光学系ユニット２０および
コンバイナ２２は虚像ＶＩが車両から30メートル前方の
箇所に表示されるように構成されると、ドライバは虚像
ＶＩを距離指示像として車間距離の目安として利用する
ことができる。すなわち、例えばドライバが前方の車両
に対して30メートルの車間距離を維持したい場合には、
ドライバＤは虚像すなわち距離指示像ＶＩを前方の車両
に道路面Ｒ上で接触させるように走行すれば、30メート
ルの車間距離が維持され得ることになり、また前方の車
両に対して40メートルの車間距離を維持したい場合に
は、距離指示像ＶＩを前方の車両から10メートル程離す
ように走行すればよいことになる。本実施例では、虚像
ＶＩを車両から30メートル前方の箇所に表示するにした
が、それとは異なった距離例えば車両から40メートル前
方の箇所に表示するようにしてもよいことは言うまでも
ない。また、図３に示すように、距離指示像ＶＩを車両
から30メートル前方の箇所に表示する場合には、該距離
指示像ＶＩの一部として数値"30"の表示を合わせて行う
ことも好ましく、このようにすれば、ドライバは距離指
示像ＶＩの指示距離が30メートルであることが直ちに認
識し得ることになる。

【００１０】上述の実施例では、距離指示像ＶＩとして
水平の長尺像を用いたが、このとき長尺の距離指示像の
横幅を30メートル前方での車両の車幅に一致させること
が好ましい。このように距離指示像ＶＩを車幅指示像と
しても利用した場合には、隘路等での車両の接触事故を
未然に防止することも可能となる。すなわち、距離指示
像ＶＩが前方の隘路箇所で障害物に接触する場合には、
ドライバはその車両が該隘路箇所を通り抜けられないこ
と前もって認識し得ることになる訳である。なお、距離
指示像ＶＩの形態については必ずしも水平の長尺像とす
る必要はなく、例えば図４（ａ）に示すように矩形状の
形態、あるいは図４（ｂ）に示すように車両を後方から
見た形態であってもよいが、これら形態の距離指示像の
横幅についても車幅に一致させられることが好ましい。

【００１１】図４および図５を参照すると、本発明によ
るヘッドアップディスプレイ装置の第２の実施例が示さ
れ、この実施例では、２つの距離指示像が車両の前方で
異なった距離で表示されることが特徴とされる。詳述す
ると、投射光学系ユニット２０は情報光源として２つの
蛍光表示管２０ａ₁および２０ａ₂を備え、これら蛍光
表示管２０ａ₁および２０ａ₂から発した光はそれぞれ
互いに異なった波長λ ₁およびλ₂を有する。蛍光表示
管２０ａ₁および２０ａ₂からの光はビームスプリッタ
２０ｃを介して共に結像レンズ系２０ｂに導かれた後に
投射光学系ユニット２０からそれぞれ情報光Ｌ₁および
Ｌ₂として射出させられる。コンバイナ２２は２つのコ
ンバイナ要素２２₁および２２₂からなる複構造とさ
れ、これら双方のコンバイナ要素２２₁および２２₂の
反射特性は異なる。すなわち、コンバイナ要素２２₁は
波長λ₁の光に対してだけ反射するような反射特性を持
ち、またコンバイナ２２₂は波長λ₂の光に対してだけ
反射するような反射特性を持つ。このため情報光Ｌ₁は
コンバイナ要素２２₁によって直ちに反射されてドライ
バの眼２４に向けられ、また情報光Ｌ₂はコンバイナ要
素２２₁を一旦透過した後にコンバイナ２２₂によって
反射されてドライバの眼２４に向けられ、かくしてドラ
イバは前方背景に２つの虚像ＶＩ₁およびＶＩ₂をそれ
ぞれ距離指示像として観察し得ることになる。本実施例
では、例えば、図６に示すように、虚像ＶＩ₁は車両の
40メートル前方に表示され、また虚像ＶＩ₂は車両の20
メートル前方に表示される。

【００１２】図５および図６に示す実施例にあっては、
車間距離の目安となる距離指示像が２つ表示されるの
で、先に述べた実施例の場合よりも、適切な車間距離を
一層取り易くなる。例えば、前方の車両に対して30メー
トルの車間距離を維持した場合にはドライバは前方の車
両を２つの距離指示像ＶＩ₁およびＶＩ₂の間に位置さ
せるように走行すればよいことになる。図６から明らか
なように、本実施例においても、距離指示像ＶＩ₁およ
びＶＩ₂のそれぞれの一部として数値"40"および"20"の
表示を合わせて行うことが好ましい。

【００１３】ところで、距離指示像の表示については、
車両の走行中に常に行う必要はなく、例えばインストル
メントパネル上のスイッチの操作によって必要に応じて
距離指示像を表示することが好ましい。また、スイッチ
の操作によって距離指示像を表示する場合でも、かかる
距離指示像が常にドライバの視野に存在することはドラ
イバにとって目障りなものとなるので、適当な時間間隔
で距離指示像を表示することが好ましい。更に、車両が
カーブする際や車両が坂道等を走行する際、距離指示像
の表示はドライバには却って目障りとなるので、その場
合には車幅指示像の表示を行わない方が好ましい。そこ
で、そのような制御手段の一例について以下に説明す
る。

【００１４】図７を参照すると、かかる制御手段とし
て、マイクロコンピュータを利用した制御回路２６が示
され、それは中央処理装置（ＣＰＵ）２６ａと、ヘッド
アップディスプレイ装置の作動プログラム、定数等を記
憶している読出し専用メモリ（ＲＯＭ）２６ｂと、一時
的なデータ等を記憶する書込み・読出し可能なメモリ
（ＲＡＭ）２６ｃと、入出力インターフェース（Ｉ／
Ｏ）２６ｄとを包含する。電源回路２８は投射光学系ユ
ニット２０の蛍光表示管２０ａの電源であり、この電源
回路２８のオン／オフ制御は制御回路２６によって行わ
れる。すなわち、電源回路２８にはオン／オフ信号ＯＳ
が制御回路２６からＩ／Ｏ２６ｄを介して出力され、オ
ン／オフ信号ＯＳが低レベルのとき、電源回路２８から
蛍光表示管２０ａへの電力供給は行われず、オン／オフ
信号ＯＳが高レベルのとき、電源回路２８から蛍光表示
管２０ａへの電力供給が行われる。

【００１５】また、図７において、直進度センサ３０は
車両の直進度を検出するものであり、その具体的な構成
の一例が図８（ａ）に示される。詳述すると、直進度セ
ンサ３０は車両のハンドルの回転軸Ｓに装着された発光
ダイオード３０ａと、この発光ダイオード３０ａからの
光を検出する光検出器３０ｂとからなり、このとき発光
ダイオード３０ａは回転軸Ｓと共に回転変位するのに対
して、光検出器３０ｂは固定位置に設置される。車両が
直進状態にあるとき、発光ダイオード３０ａは光検出器
３０ｂと整合された状態にあるが、回転軸Ｓが図８
（ｂ）に示すように反時計方向に角度αだけ回動変位さ
れると、発光ダイオード３０ａの整合位置から外れて遠
のくことになる。このとき光検出器３０ｂが発光ダイオ
ード３０ａから受ける受光強度については図９に示すよ
うに次第に減少する。すなわち、発光ダイオード３０ａ
が図８（ａ）に示すように光検出器３０ｂに対して整合
位置にあるとき、かかる受光強度は最大であるが、発光
ダイオード３０ａが光検出器３０ｂから遠のけば遠のく
程、その受光強度は減少することになる。したがって、
光検出器３０ｂの出力電圧を検出することにより、車両
の直進度（換言するれば回転度）が検出されることにな
る。

【００１６】比較回路３２は直進度センサ３０からの出
力電圧を所定の閾値電圧と比較して直進度検出信号ＤＳ
１を制御回路２６に対して出力する。すなわち、直進度
センサ３０からの出力電圧が所定の閾値電圧よりも小さ
ければ、直進度検出信号ＤＳ１は低レベルに維持され、
直進度センサ３０からの出力電圧が所定の閾値電圧を越
えたとき、比較回路３２からの直進度検出信号ＤＳ１の
出力は低レベルから高レベルに立ち上がることになる。
比較回路３２に設定される閾値電圧については、例えば
図９に破線で示す光強度を光検出器３０ｂが検出した際
に直進度センサ３０から出力される電圧値とされる。す
なわち、車両が所定の角度以上でカーブした際に直進度
検出信号ＤＳ１の出力は低レベルから高レベルに立ち上
がる訳である。

【００１７】更に、図７において、傾斜度センサ３４は
車両が坂道等を走行する際に車両の傾斜度を検出するも
のであり、その具体的な構成の一例が図１０（ａ）に示
される。詳述すると、傾斜度センサ３４は中空の球状ハ
ウジング３４ａを具備し、この球状ハウジング３４ａ内
には透明な高粘性液体と共に可動半球錘重３４ｂが封入
される。球状ハウジング３４ａの一部には透明窓３４ｃ
が設けられ、車両が水平位置に置かれた際に球状ハウジ
ング３４ａは透明窓３４ｃが真上となるように該車両に
装着される。傾斜度センサ３４は透明窓３４ｃに対して
45度の角度で傾斜して配置されたビームスプリッタ３４
ｄと、このビームスプリッタ３４ｄの上方に配置された
発光ダイオード３４ｅと、ビームスプリッタ３４ｄの側
方に配置された光検出器３４ｆとからなる。なお、球状
ハウジング３４ａの内壁面にはそこでの光の反射を阻止
するためには黒色の塗料が塗布され、一方可動半球錘重
３４ｂの平坦面は鏡面処理される。車両が水平状態で走
行している間、発光ダイオード３４ｅから発した光はビ
ームスプリッタ３４ｄおよび透明窓３４ｃを透過して可
動半球錘重３４ｂの平坦面に向かい、そこで反射された
後に再び透明窓３４ｃを透過してビームスプリッタ３４
ｄによって光検出器３４ｆに向かって反射させられる。
一方、車両が例えば角度βの勾配を持つ坂道を走行する
場合、球状ハウジング３４ａは図１０（ｂ）に示すよう
に車両と共に水平面に対して角度βだけ傾斜することに
なるが、可動半球錘重３４ｂだけはその傾斜面を水平面
に一致させた状態、すなわち図１０（ａ）と同じ状態の
儘に維持される。この場合、球場ハウジング３４ａの傾
斜、すなわち車両の傾斜が大きくなればなる程、発光ダ
イオード３４ｅから発して可動半球錘重３４ｂの平坦面
から反射し返される光の量は減少する。すなわち、図１
１に示すように、光検出器３４ｆの受光強度は角度βの
増大に伴って次第に減少する。したがって、光検出器３
０ｂの出力電圧を検出することにより、車両の傾斜度が
検出されることになる。

【００１８】比較回路３６は傾斜度センサ３４からの出
力電圧を所定の閾値電圧と比較して傾斜度検出信号ＤＳ
２を制御回路２６に対して出力する。すなわち、傾斜度
センサ３４からの出力電圧が所定の閾値電圧よりも小さ
ければ、傾斜度検出信号ＤＳ２は低レベルに維持され、
傾斜度センサ３４からの出力電圧が所定の閾値電圧を越
えたとき、比較回路３６からの直進度検出信号ＤＳ２の
出力は低レベルから高レベルに立ち上がることになる。
比較回路３６に設定される閾値電圧については、例えば
図１１に破線で示す光強度を光検出器３２ｂが検出した
際に傾斜度センサ３６から出力される電圧値とされる。
すなわち、車両が所定の角度以上に傾斜した際に傾斜度
検出信号ＤＳ２の出力は低レベルから高レベルに立ち上
がる訳である。なお、スイッチ３８は車両のインストル
メントパネル上に設けられるものであって、このスイッ
チ３８を“オン”すると、図７の制御回路が動作するこ
とになる。

【００１９】次に、図１２に示す表示作動オン／オフル
ーチンを参照して、本発明によるヘッドアップディスプ
レイ装置の作動について説明する。この表示作動オン／
オフルーチンは所定の時間間隔、例えば10ms毎に実行さ
れる割込みルーチンであり、その実行開始はスイッチ３
８の“オン”によって行われる。ステップ１２０１で
は、フラグＦが“０”であるか否かが判断される。初期
状態では、Ｆ＝０であるから、ステップ１２０２に進
み、そこでカウンタＣが＋１だけカウントアップされる
（なお、初期状態では、Ｃ＝０）。次いで、ステップ１
２０３に進み、そこでカウンタＣのカウント数が2000以
下であるか否かが判断される。このときＣ≦2000である
ので、ステップ１２０４に進み、そこで比較回路３２か
らの直進度検出信号ＤＳ１の出力が低レベル（Ｌ）か高
レベル（Ｈ）であるかが判断される。もし直進度検出信
号ＤＳ１の出力が低レベル（Ｌ）であれば、すなわち車
両が直進状態にあれば、ステップステップ１２０５に進
み、そこで比較回路３６からの傾斜度検出信号ＤＳ２の
出力が低レベル（Ｌ）か高レベル（Ｈ）であるかが判断
される。もし傾斜度検出信号ＤＳ２の出力が低レベル
（Ｌ）であれば、すなわち車両が水平状態にあれば、ス
テップステップ１２０６に進み、そこで電源回路２８へ
のオン／オフ信号ＯＳが低レベル（Ｌ）から高レベル
（Ｈ）にされ、かくして電源回路２８から蛍光表示管２
０ａへの電力供給が行われて距離指示像の表示が行われ
る。ここでルーチンは一旦終了するが、その後10ms毎に
ルーチンは実行される。

【００２０】ルーチンが10ms毎に実行される間、ステッ
プ１２０２ではカウンタＣのカウント数は＋１ずつ加算
されるが、そのカウント数が2000に到達するまでは、す
なわち20秒が経過するまでは、ステップ１２０２からス
テップ１２０４に進むことになる。この間にもしステッ
プ１２０４で直進度検出信号ＤＳ１の出力が高レベルで
ある判断されると、すなわち車両がカーブ状態にあると
判断されると、ステップ１２０７に進み、そこで電源回
路２８へのオン／オフ信号ＯＳが低レベルに戻され、こ
れにより電源回路２８から蛍光表示管２０ａへの電力供
給が停止されて、距離指示像の表示が消される。また、
ステップ１２０４で直進度検出信号ＤＳ１の出力が低レ
ベルであると判断されても、ステップ１２０５で傾斜度
検出信号ＤＳ２の出力が高レベルであると判断される
と、すなわち車両が傾斜状態にあると判断されると、ス
テップ１２０７に進み、そこで距離指示像の表示が消さ
れる。要するに、ドライバにとって距離指示像の表示が
目障りとなる車両のカーブ時あるいは傾斜時には、ドラ
イバの前方背景から距離指示像が消滅させられる訳であ
る。

【００２１】ステップ１２０２でカウント数が2000に到
達すると、すなわち電源スイッチ３８の“オン”から20
秒が経過すると、ステップ１２０３からステップ１２０
８に進み、そこでカウンタＣがクリアされ、次いでステ
ップ１２０９でフラグＦが“０”から“１”に書き換え
られた後ルーチンは一旦終了する。10ms後にルーチンが
実行されたとき、Ｆ＝１とされているので、ステップ１
２０１から１２１０に進み、そこでカウンタＣが＋１だ
けカウントアップされ、次いでステップ１２１１に進
み、そこでカウンタＣのカウント数が30000 以下である
か否かが判断される。このときＣ≦30000 であるので、
ステップ１２０７に進み、そこで電源回路２８へのオン
／オフ信号ＯＳが低レベルに戻され、これにより電源回
路２８から蛍光表示管２０ａへの電力供給が停止され
て、距離指示像の表示が消された後、ルーチンは一旦終
了する。その後10ms毎にルーチンが実行されるが、ステ
ップ１２１０でカウンタＣのカウント数は＋１ずつ加算
されるだけであり、カウント数が30000 に到達するまで
は、すなわち５分経過するまでは、距離指示像の表示は
消された儘とされる。

【００２２】ステップ１２１１でカウンタＣのカウント
数が30000 を越えると、すなわち５分経過すると、ステ
ップ１２１１からステップ１２１２に進み、そこでカウ
ントＣはクリアされ、次いでステップ１２１３でフラグ
Ｆが“１”から“０”に書き換えられた後ルーチンは一
旦終了する。10ms後にルーチンが実行されたとき、Ｆ＝
０とされているので、ステップ１２０１からステップ１
２０２に進み、上述した動作が繰り返されることにな
る。

【００２３】本発明によるヘッドアップディスプレイ装
置を以上に述べたような態様で制御すれば、必要に応じ
て距離指示像の表示を行うことができるだけでなく、距
離指示像の表示を所定の時間間隔で行うことも可能であ
る。また、距離指示像の表示がドライバにとって却って
目障りとなる車両のカーブ時あるいは傾斜時にはかかる
車幅指示像の表示を消すことも可能である。

【００２４】図１３ないし図２０を参照すると、本発明
によるヘッドアップディスプレイ装置の第３の実施例が
示され、この実施例では距離指示像の表示距離が車両の
速度に応じて変化させられることが特徴とされる。すな
わち、本実施例では、以下に詳述するように、距離指示
像の表示距離が車両の速度に応じて変えられ、その距離
指示像を前方の車両に道路面上で一致させるように運転
すれば、所定の車間距離が維持されることになる。

【００２５】図１３に示す実施例では、投射光学系ユニ
ット２０は結像レンズ系２０ｂにはズーム機能が与えら
れ、このズーム機能により、距離指示像の表示位置が例
えば車両の前方20メートルの箇所と60メートルの箇所と
の間で可変とされる。また、本実施例では、例えば、車
両の時速が30kmに到達するまで、距離指示像の表示位置
は車両の前方20メートルの箇所に維持され、車両の時速
が30kmから100km に増大する間、その速度増加に伴って
距離指示像の表示位置が車両の前方20メートルの箇所か
ら60メートルの箇所まで次第に変化させられ、車両の時
速が100km 以上となった際には距離指示像の表示位置は
車両の前方60メートルの箇所に維持されることにする。
このような距離指示像の表示位置制御を達成するための
制御手段の一例について以下に説明する。

【００２６】図１４を参照すると、かかる制御手段とし
て、マイクロコンピュータを利用した制御回路４０が示
され、それは図７の場合と同様に中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）４０ａと、投射光学系ユニット２０のズーム機構の
作動プログラム、定数等を記憶している読出し専用メモ
リ（ＲＯＭ）４０ｂと、一時的なデータ等を記憶する書
込み・読出し可能なメモリ（ＲＡＭ）４０ｃと、入出力
インターフェース（Ｉ／Ｏ）４０ｄとを包含する。ズー
ム機構駆動モータ４２は投射光学系ユニット２０のズー
ム機構を駆動するためのものであり、例えばパルスモー
タが用いられる。パルス発生回路４４はズーム機構駆動
モータすなわちパルスモータ４２を駆動させるための駆
動回路であり、この駆動回路には制御回路４０から駆動
信号ＰＳが出力され、駆動信号ＰＳが低レベル（Ｌ）か
ら高レベル（Ｈ）に立ち上がると、パルス発生回路４４
から駆動パルスがズーム機構駆動モータ４２に対して出
力され、これによりズーム機構駆動モータ４２が回転駆
動させられることになる。逆相パルス発生回路４６はパ
ルス発生回路４４からの駆動パルスの相を逆転させてズ
ーム機構駆動用モータ４２の正逆回転を制御させるため
の回路である。逆相パルス発生回路４６には制御回路４
０から切換信号ＲＳが出力され、この切換信号ＲＳが低
レベル（Ｌ）から高レベル（Ｈ）に立ち上がると、パル
ス発生回路４４からの駆動パルスの相を逆転させて、ズ
ーム機構駆動モータ４２の回転駆動が順方向から逆方向
に変えられる。すなわち、駆動信号ＰＳが高レベルでか
つ切換信号ＲＳが低レベルであるとき、ズーム機構駆動
モータ４２は順方向に回転駆動され、駆動信号ＰＳおよ
び切換信号ＲＳが共に高レベルであるとき、ズーム機構
駆動モータ４２は逆方向に回転駆動されることになる。

【００２７】また、図１４において、車速センサ４８は
車両の速度を検出するためのものであり、その具体的な
構成の一例が図１５に示される。詳述すると、車速セン
サ４８は複数の磁石片を所定の周囲間隔で保持する磁石
ホィール４８ａと、各磁石片の通過をパルス信号として
検出するコイル部４２ｂとからなる。磁石ホィール４８
ａは車両の車軸と共に回転するように設けられ、このた
め車両の速度が増大するればする程、コイル部４８ｂで
検出されるパルス信号の周波数は高くなる。このような
連続的なパルス信号はパルス周期計数回路５０に出力さ
れ、このパルス周期計数回路５０から出力される信号が
車速データＳＤとして制御回路４０に取り込まれる。

【００２８】更に、図１４において、表示位置センサ５
２は結像レンズ系２０ｂのズーム機能によって距離指示
像の表示位置が変更された際にその表示位置を検出する
ためのものであり、その具体的な構成の一例が図１６に
示される。表示位置センサ５２は差動トランスとして構
成され、この作動トランス５２は筒状絶縁体（図示され
ない）内に配置された可動コア５２ａと、該筒状絶縁体
の周囲に巻かれた一次コイル５２ｂと、その上に更に巻
かれた二次コイル５２ｃとから構成され、二次コイル５
２ｃは巻き線方向が逆になった２つの二次コイル部分５
２ｃ₁および５２ｃ₂からなる。一次コイル５２ｂに交
流信号を印加すると、二次コイル５２ｃの端子間の誘起
電圧が可動コア５２ａの位置に応じて変化する。可動コ
ア５２ａを結像レンズ系２０ｂのズーム機構の可動部に
連結させてその位置を検出することによって距離指示像
の表示位置を検出することが可能である。というのは、
可動コア５２ａを結像レンズ系２０ｂのズーム機構の可
動部の変位量と距離指示像の表示位置との間には相関関
係が存在するからである。したがって、作動トランス５
２の二次コイル５２ｃの端子間の誘起電圧と距離指示像
（虚像ＶＩ）との間には図１７のグラフに示すような関
係を得ることが可能である。すなわち、図１７のグラフ
において、その縦軸は作動トランス５２の二次コイル５
２ｃの端子間の誘起電圧Ｖ_pを示し、その横軸はと距離
指示像の表示位置を示す。すなわち、誘起電圧Ｖ_pがＶ
₂₀ボルトであるとき、虚像ＶＩの表示位置が車両の前方
20メートルであり、誘起電圧Ｖ_pがＶ₆₀ボルトであると
き、虚像ＶＩの表示位置が車両の前方60メートルとな
る。表示位置センサすなわち作動トラス５２の検出電圧
Ｖ _pはＡ／Ｄ変換器５４を介して制御回路４０に取り込
まれる。なお、スイッチ５６は車両のインストルメント
パネル上に設けられるものであって、このスイッチ５６
を“オン”すると、図１４の制御回路が動作することに
なる。

【００２９】上述したように、本実施例では、車両の時
速が30kmに到達するまで、距離指示像の表示位置は車両
の前方20メートルの箇所に維持され、車両の時速が30km
から100km に増大する間、その速度増加に伴って距離指
示像の表示位置が車両の前方20メートルの箇所から60メ
ートルの箇所まで次第に変化させられ、車両の時速が10
0km 以上となった際には距離指示像の表示位置は車両の
前方60メートルの箇所に維持されるのであるから、車両
の時速が30km以下のときは表示位置センサ５２からの出
力電圧Ｖ_pがＶ₂₀ボルトとなるようにズーム機構駆動モ
ータ４２を制御し、車両の時速が30km以上に増大された
際には表示位置センサ５２からの出力電圧Ｖ_pがＶ₆₀ボ
ルトに向かって増大するようにズーム機構駆動モータ４
２を制御し、車両の時速が100km 以上となったときは表
示位置センサ５２からの出力電圧Ｖ_pがＶ₆₀ボルトとな
るようにズーム機構駆動モータ４２を制御すればよいこ
とが分かる。本実施例では、車速センサ４８によって検
出された車速（時速）は図１８のグラフに示す関係に従
って電圧Ｖ_Sに変換される。要するに、図１８のフラグ
によって得られた変換電圧Ｖ_Sに表示位置センサ５２か
らの出力電圧Ｖ_pを一致させるようにズーム機構駆動モ
ータ４２を制御することにより、車両の速度に応じた位
置に距離指示像を表示し得ることになる。

【００３０】図１９のズーム機構制御ルーチンを参照し
て、投射光学系ユニット２０のズーム機構の作動を説明
する。なお、このズーム機構制御ルーチンは例えば４ms
毎に実行される割込みルーチンとされる。先ず、ステッ
プ１９０１では、パルス周期計数回路５０から車速デー
タＤＳが取り込まれ、次いでステップ１９０２では、図
１８のグラフに基づいて作成された一次元マップから車
速データＤＳをパラメータとして変換電圧Ｖ_Sが求めら
れ、このデータは一旦ＲＡＭ４０ｃに格納される。ステ
ップ１９０３では、Ａ／Ｄ変換器５４から距離指示像の
表示位置データＶ_pが取り込まれ、次いでステップ１９
０４では、以下の演算が行われる。

【００３１】ΔＶ←Ｖ_S−Ｖ_p この差ΔＶは検出車速時で距離指示像が表示されるべき
表示位置と実際に距離指示像が表示されている表示位置
とのずれ量を示す。ステップ１９０５では、差ΔＶが
“０”であるか否かが判断され、もしΔＶ≠０であれ
ば、すなわち検出車速時で距離指示像が表示されるべき
表示位置と実際に距離指示像が表示されている表示位置
との間のずれ量が存在する場合には、ステップ１９０６
に進み、そこでΔＶが正であるか負であるかが判断され
る。もしΔＶ＞０であれば、すなわちステップ１９０７
に進み、そこで駆動信号ＰＳが低レベル（Ｌ）から高レ
ベル（Ｈ）にされ、次いでステップ１９０８では、切換
信号ＲＳは初期状態すなわち低レベル（Ｌ）の儘とさ
れ、これによりズーム機構駆動モータ４２は差ΔＶを縮
めるべく順方向に回転駆動させられ、その後ルーチンは
一旦終了する。

【００３２】４ms経過毎にルーチンは繰り返し実行され
るが、差ΔＶが０以上である限り、ズーム機構駆動モー
タ４２の順方向への回転駆動が持続される。ステップ１
９０５で差ΔＶが“０”に等しいと判断された場合に
は、ステップ１９０９に進み、そこで駆動信号ＰＳは低
レベルに戻され、次いでステップ１９１０では、切換信
号ＲＳは低レベルの儘とされ、これによりズーム機構駆
動モータ４２の駆動は停止される。言うまでもなく、こ
のときは検出車速時で距離指示像が表示されるべき表示
位置と実際に距離指示像が表示されている表示位置との
間のずれ量は“０”とされるので、ズーム機構駆動モー
タ４２を駆動させる必要はない。

【００３３】一方、ステップ１９０５で差ΔＶが負であ
ると判断された場合には、ステップ１９１１に進み、そ
こでステップ１９１１に進み、そこで駆動信号ＰＳは低
レベルから高レベルとされ、次いでステップ１９１２で
は、切換信号ＲＳは低レベルから高レベル（Ｈ）にさ
れ、これによりズーム機構駆動モータ４２は差ΔＶを縮
めるべく逆方向に回転駆動させられる。

【００３４】かくして、車両の車速に応じて適正な位置
に距離指示像は車間距離指示像として表示され得ること
になる。なお、ここで注目すべき点は、図１８から明ら
かなように、車両の時速が30km以下のときは、その変換
電圧Ｖ_Sは常にＶ₂₀とされるので、距離指示像は車両の
前方20メートルに表示され、また車両の時速が100km以
上のときは、その変換電圧Ｖ_Sは常にＶ₆₀とされるの
で、距離指示像は車両の前方60メートルに表示されると
いうことである。

【００３５】詳述の実施例でも用いられた種々のセンサ
等についてはその他の代換物と置き換え得ることは明ら
かであろう。また、上述の第３の実施例において、図７
に示した制御手段を組み込んで距離指示像の表示に対す
る消滅を図１２の場合と同様な態様で制御し得ることが
理解されるべきである。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるヘッドアップディスプレイ装置を用いれば、ドラ
イバは距離指示像によって前方の車両から適正な車間距
離を維持し得るので、追突事故の発生の防止に大きく寄
与し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置の
一実施例を示す概略図である。

【図２】図１のヘッドアップディスプレイ装置を用いて
距離指示像を表示した際の該距離指示像と車両との位置
関係を示す概略図である。

【図３】図１のヘッドアップディスプレイ装置によって
表示された距離指示像をドライバ側から観察した状態を
示す具体図である。

【図４】距離指示像の具体的形態の変形例を示す概略図
である。

【図５】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置の
第２の実施例を示す概略図である。

【図６】図５のヘッドアップディスプレイ装置によって
表示された距離指示像をドライバ側から観察した状態を
示す具体図である。

【図７】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置の
制御手段の一例を示すブロック図である。

【図８】図７のブロック図に用いられる車両の直進度セ
ンサの具体例を示す概略図である。

【図９】図８の直進度センサの検出特性を示すグラフで
ある。

【図１０】図７のブロック図に用いられる車両の傾斜度
センサの具体例を示す概略図である。

【図１１】図８の傾斜度センサの検出特性を示すグラフ
である。

【図１２】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置
の表示作動のオン／オフ制御を説明するルーチンであ
る。

【図１３】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置
の第３の実施例を示す概略図である。

【図１４】図１３のヘッドアップディスプレイ装置の制
御手段の一例を示すブロック図である。

【図１５】図１４のブロック図に用いられる車速センサ
の具体例を示す概略図である。

【図１６】図１４のブロック図に用いられる表示位置セ
ンサの具体例を示す概略図である。

【図１７】図１６の表示位置センサの出力電圧と距離指
示像の表示位置との関係を示すグラフである。

【図１８】図１５の車速センサからの車速データを電圧
に変換するための変換特性を示すグラフである。

【図１９】本発明によるヘッドアップディスプレイ装置
の投射光学系ユニットに組み込まれたズーム機構の作動
制御を説明するルーチンである。

【図２０】従来の車両用ヘッドアップディスプレイ装置
の一例を示す概略図である。

【図２１】従来の車両用ヘッドアップディスプレイ装置
の別の例を示す概略図である。

【符号の説明】

１０…フロントウインド１２…投射光学系ユニット１４…コンバイナ１６…眼１８…虚像２０…投射光学系ユニット２０ａ…蛍光表示管２０ｂ…結像レンズ系２２…コンバイナ２４…眼２６…制御回路２８…電源回路３０…直進度センサ３２…比較回路３４…傾斜度センサ３６…比較回路３８…電源スイッチ４０…制御回路４２…ズーム機構駆動モータ４４…パルス発生回路４６…逆相パルス発生回路４８…車速センサ５０…パルス周期計数回路５２…表示位置センサ５４…Ａ／Ｄ変換器５６…電源スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者富田順二神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報光を投射する投射光学系ユニット
（２０）と、該情報光を外界からの背景光と重ねて背景
視野内に情報像を表示させるコンバイナ（２２）とから
なる車両用のヘッドアップディスプレイ装置において、前記投射光学系ユニット（２０）と前記コンバイナ（２
２）とが車両の進行方向に車間距離の目安となる少なく
とも１つの距離指示像（ＶＩ）を表示するように構成さ
れることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項２】請求項１に記載のヘッドアップディスプ
レイ装置において、前記距離指示像（ＶＩ）の横幅がそ
の距離での車幅に一致させられて車幅表示像としても機
能させられることを特徴とするヘッドアップディスプレ
イ装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のヘッドアップ
ディスプレイ装置において、車両の直進度を検出する直
進度センサ（３０）と、該車両が予め決められた程度以
上でカーブしたことが前記直進度センサ（３０）によっ
て検出された際に前記投射光学系ユニットの表示作動を
停止させるように制御する制御手段（２６）とが設けら
れることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項４】請求項３に記載のヘッドアップディスプ
レイ装置において、更に、車両の傾斜度を検出する傾斜
度センサ（３４）と、該車両が予め決められた程度以上
で傾斜されたことが前記傾斜度センサ（３４）によって
検出された際に前記投射光学系ユニット（２０）の表示
作動を停止させるように制御する制御手段（２６）が設
けられることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装
置。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１
項に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、前
記投射光学系ユニット（２０）がズーム機構（２０ｂ）
を備え、前記距離表示像の表示位置を車両の速度に応じ
て変更させるべく前記投射光学系ユニットのズーム機構
を制御する制御手段（４０）が設けられることを特徴と
するヘッドアップディスプレイ装置。