JP3473321B2 - 車両用表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用表示装置、
特に、車両のウインドウガラス上に種々の情報を投影表
示するヘッドアップディスプレイの表示形態の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両等の表示装置としては、イン
ストルメンタルパネルの所定位置に埋め込まれたメータ
表示装置等が主流である。また、近年では、表示装置の
表示内容の視認性を向上させるために、フロントガラス
の外側前方位置に正立虚像からなる表示像を結像させ
て、運転者が運転中にフロントガラスを通して前方の景
色と共に表示内容の認識を行うことのできるヘッドアッ
プディスプレイ装置が利用されている。

【０００３】前記ヘッドアップディスプレイ装置は、車
両フロントガラスの車内内側面上に形成された表示領域
としての薄膜状のコンバイナと、前記コンバイナに、表
示器に表示された表示内容を投射するための光源や反射
ミラー等を含んでいる。

【０００４】このようなヘッドアップディスプレイ装置
を使用した場合、運転者は表示情報の認識のための視線
移動量を著しく減少させることができる。すなわち、従
来、車両運転中、フロントガラスを通して前方の交通状
況や道路形状を眺めていた運転者が、表示情報を認識す
る場合、視線を前方視界から近景のインストルメントパ
ネルの所定位置に埋め込まれたメータ表示装置に移す必
要があり、そのための視線の移動量が大きかった。一
方、ヘッドアップディスプレイ装置の場合、前方視界の
中に表示内容が表示されるため前方視界と共に表示内容
を確認することができる。その結果、表示内容認識のた
めの視線の移動量が減り、情報内容の視認が容易にな
る。

【０００５】さらに、表示情報の視認性を向上させるた
めに、例えば、特開平８−８３３９７号公報には車両の
進行方向に応じて、ヘッドアップディスプレイ装置の表
示位置を変更することによって、表示自体が視認性を低
下させることを排除すると共に、表示位置を変更するこ
とで表示の存在を認識させる技術が示されている。ま
た、特開平７−２６６９２５号公報には、車両運転中の
運転者の注意度に応じてヘッドアップディスプレイ装置
の表示形態を変更する技術が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のヘッド
アップディスプレイ装置においては、フロントガラスを
通した景色が表示画面の表示背景となるため、フロント
ガラス前方の景色が刻々と変化した場合、表示背景の色
が表示画面や当該表示画面上の表示文字（表示図形）と
同系色になる場合がある。この場合、表示画面や表示画
面内の表示文字、表示図形等の視認性が著しく低下する
という問題があった。また、次々に車両の進行方向の景
色が変化する場合には、表示が見えたり見えなかったり
する状態が繰り返され視覚的に大変煩わしいという問題
がある。

【０００７】本発明は、このような問題を解決すること
を課題としてなされたものであり、車両周囲の景色が変
化した場合でも表示内容を良好に認識することのできる
車両用表示装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の構成は、車両のウインドウガラス
上に種々の情報を投影表示する車両用表示装置であっ
て、地図情報を取得する地図情報取得手段と、自車の現
在位置を検出する自車位置検出手段と、自車の現在位置
と前記地図情報とに基づいて前記投影表示する表示画面
の背景となる車外景色状態を推定する車外景色推定手段
と、推定された車外景色状態に対して前記投影表示する
表示形態を非同化表示する表示形態変更手段と、を含む
ことを特徴とする。

【０００９】ここで、前記地図情報とは、一般的な道路
形態の情報の他、地形情報（例えば、道路の起伏や高低
差情報等）や施設の情報（例えば、道路沿いの建物の大
きさや色）や道路周辺の環境情報（例えば、道路周辺の
樹木の高さやその色等）を含む。また、前記地図情報取
得手段は、地図情報を通信手段を用いてビーコンやＦＭ
多重放送等から外部情報として取得してもよいし、ＣＤ
−ＲＯＭ等の車載データーベースから内部情報として取
得してもよい。また、車外景色状態に対する表示形態の
非同化表示とは、車外景色と表示画面やその内容が区別
できる表示形態に変更することである。

【００１０】この構成によれば、車外景色が変化した場
合でもその変化に応じて車両用表示装置の表示形態が区
別表示されるので、その表示内容を良好に認識すること
ができる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記装置において、前記表示形態変更手段
は、車外景色状態の色種を認識し、当該色種に応じて表
示画面の色を変更することを特徴とする。

【００１４】ここで、表示画面の色の変更とは、表示画
面全体の他、表示内容である文字や図形等の個別変更も
含む。また、色の変更は表示画面の背景に対して、文
字、図形等を同系色（例えば、背景を薄い緑、文字等を
濃い緑）にするようにしてもよいし、全く異なる色にな
るようにしてもよい。

【００１５】この構成によれば、車外景色に対して鮮明
に表示画面の非同化を容易に行うことができるので、良
好な視認性を得ることができる。

【００１６】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記装置において、前記表示形態変更手段
は、車外景色状態の色調を認識し、当該色調に応じて表
示画面の透過度を変更することを特徴とする。

【００１７】この構成によれば、車外景色状態の色調に
応じて表示画面の透過度を変更するので、ウインドウガ
ラス内で違和感が無く、かつ視認性のよい画像表示を行
うことができる。

【００１８】上記のような目的を達成するために、本発
明の構成は、前記装置において、前記表示形態変更手段
は、車外景色状態に応じて、表示画面の表示位置を変更
することを特徴とする。

【００１９】ここで、表示位置の変更とは、フロントガ
ラス越しに見える重要なオブジェクト、例えば、信号や
路上落下物、歩行者等に表示画像がオーバーラップしな
いように当該表示画像を移動させることをいう。

【００２０】この構成によれば、車外安全確認を確実に
行うことができると共に、移動動作によって表示画像の
視認性を向上させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。

【００２２】図１には、本実施形態の車両用表示装置１
０のシステム構成ブロック図が示されている。なお、本
実施形態の場合、車両用表示装置１０はナビゲーション
システムの構成の一部を利用する例を用いて説明する。
送受信機１２は路側に設けられた光ビーコンや電波ビー
コンと通信することで地図情報や交通情報等の一般のナ
ビゲーションに必要な情報の他、地形情報（例えば、道
路の起伏や高低差情報等）や施設の情報（例えば、道路
沿いの建物の大きさや色）や道路周辺の環境情報（例え
ば、道路周辺の樹木の高さやその色等）等、様々な情報
を道路地図とリンクした形態で取得している。また、同
様にレシーバ１４は、ＦＭアンテナ１６を介して、ＦＭ
受信エリア内の広域情報（交通情報の他、天候情報、施
設の情報等も含んでいる）を受信している。これらの情
報は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１８を
介して、メモリ２０に蓄積され、後述するヘッドアップ
ディスプレイユニット（以下、ＨＵＤユニットという）
２２の制御やナビゲーション処理に利用される。また、
前記ＥＣＵ１８には車両の現在位置を検出する車両位置
検出手段としてＧＰＳ受信機２４が接続され、ＧＰＳ衛
星を利用して車両の絶対位置を検出している。

【００２３】この他、前記ＥＣＵ１８には、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ等を用いた地図データベース２６が接続されている。
この地図データベース２６には、前述した受信地図情報
と同様に、道路情報の他、地形情報（例えば、道路の起
伏や高低差情報等）や施設の情報（例えば、道路沿いの
建物の大きさや色）や道路周辺の環境情報（例えば、道
路周辺の樹木の高さやその色等）等が記憶されている。
なお、前記送受信機１２やレシーバ１４、地図データベ
ース２６は必ずしも全てを具備する必要は無く、十分な
情報を得ることができれば単独で具備してもよいし、複
数を組み合わせて相互の情報を補完するようにしてもよ
い。例えば、地図データベース２６で、地形情報のみを
準備し、送受信機１２やレシーバ１４で、車両の移動経
路沿いの建物や樹木の高さ等の情報を適宜補完するよう
にしてもよい。

【００２４】さらに、本実施形態において、前記ＥＣＵ
１８は車外（主に車両前方方向）の景色からカラー画像
を取得するためのＣＣＤカメラ２８と、車両周辺の明る
さを認識するための照度センサ３０が接続されている。

【００２５】ＨＵＤユニット２２は従来の構成と同様
に、車両のフロントウインドウガラスの室内側の面上に
画像の表示領域として形成された薄膜状のコンバイナ
に、表示機に表示された表示内容を投射するための光源
や反射ミラー等を含んでいる。そして、運転者に提供す
るべき情報は、フロントガラスの外側前方位置に正立虚
像として結像される。運転者は運転中にフロントガラス
を通して前方の景色と共に表示内容の認識を行うことが
可能になる。その結果、車両運転中に視線を大きく移動
させることなく前方視界（景色）と共に表示内容を確認
することができるので情報内容の視認性が向上すると共
に、車両運転時の安全性を高めることができる。

【００２６】本実施形態の特徴的事項は、前方の車外景
色状態が変化した場合に、表示画像の表示形態と前記車
外景色状態とが非同化するように表示画像の表示形態を
変更するところである。

【００２７】図１〜図５を用いて、本実施形態の車両表
示装置１０の処理動作を説明する。まず、車両のイグニ
ッションスイッチ（ＡＣＣまたはＩＧ）がＯＮになる
と、車両表示装置１０の表示処理を開始する。ＥＣＵ１
８は、ＧＰＳ受信機２４を介してＧＰＳ衛星を利用して
車両の絶対位置を認識する（Ｓ１００）。続いて、ＥＣ
Ｕ１８は、送受信機１２を介して光ビーコンや電波ビー
コンから地図情報や地形情報（例えば、道路の起伏や高
低差情報等）や施設の情報（例えば、道路沿いの建物の
大きさや色）や道路周辺の環境情報（例えば、道路周辺
の樹木の高さやその色等）を取得する（Ｓ１０１）。同
様に、レシーバ１４を介してＦＭ受信エリア内の広域情
報（交通情報の他、天候情報、施設の情報等も含んでい
る）を受信する。そして、取得した情報の中で必要な情
報をメモリ２０に蓄積する。また、ＥＣＵ１８は、ナビ
ゲーション装置に搭載されている地磁気センサやジャイ
ロ等の方位センサを用いて、現在車両のフロントが向い
ている方向（車両のフロントウインドウガラスの向き）
を認識する（Ｓ１０２）。

【００２８】続いて、ＥＣＵ１８は、車両の前方の車外
景色状態の認識を行う（Ｓ１０３）。本実施形態の場
合、この車外景色の認識は、地図情報に基づいて車外景
色を推定する。なお、参考例としては、ＣＣＤカメラ２
８を用いて実際の車外景色を取得する方法もある。

【００２９】地図情報に基づいて車外景色を推定する場
合、ＥＣＵ１８に含まれる車外景色取得手段は、（Ｓ１
００）で認識している自車位置と、（Ｓ１０２）で認識
した車両フロント方向に基づいて、自車現在位置周辺の
地図情報を前記メモリ２０または地図データデータベー
ス２６から読み込む。同時に、ＥＣＵ１８はメモリ２０
に蓄積されている自車位置周辺の天候情報を読み込む。
前述したように、地図情報には、道路の起伏や高低差情
報や道路周辺の施設の大きさや色、道路周辺の樹木の高
さやその色等の情報が含まれているので、自車位置、天
候、現在時刻等が分かれば、現在の自車の前方方向の景
色がどのようなものかを容易に推定することができる。
例えば、現在が晴天時の昼間であり、道路の片側が海岸
で反対側が山である場合、走行中の車両のフロントウイ
ンドウガラス越しに現れる景色は道路のカーブ状態や起
伏状態に応じて海が見えるか山が見えるかを推定するこ
とができる。また、市街地を走行している場合も道路周
辺の建物や街路樹の状態と道路のカーブ状態や起伏状態
に応じてフロントウインドウガラス越しに現れる景色を
推定することができる。

【００３０】なお、参考例として示したＣＣＤカメラ２
８を用いて、実際の車外景色を取得した場合、ＥＣＵ１
８に含まれる車外景色取得手段は、ＣＣＤカメラ２８を
用いて実際の車外景色を取得する。前記ＣＣＤカメラ２
８は、例えば運転席側のフロントウインドウガラス上や
ルームミラーの背面に配置され、運転者と略同一の視界
を確保できるようになっている。

【００３１】ＥＣＵ１８は車外景色を推定したら、図３
に示すように、ＨＵＤユニット２２による画像の表示領
域の表示背景面Ｂとなる車外景色状態（背景色）を算出
する。地図情報により車外景色を推定した場合、現在の
車両フロント方向が、例えば海側を向いていれば、フロ
ントウインドウガラス越しには、海が見えるはずなの
で、ＥＣＵ１８は表示背景色は『濃い青』であると推定
する。一方、車両フロント方向が、例えば山側を向いて
いれば、背景色は『濃い緑』であると推定する。また、
夜間走行の場合、表示背景色は『黒』であると推定す
る。また、天候情報により走行地域に降雪や積雪が確認
される場合には、表示背景色は『白』であると推定す
る。なお、この場合、ＥＣＵ１８は照度センサ３０から
の情報に基づき、車両周辺の明るさを認識し、車外景色
状態の濃さを認識するようにして表示背景色をさらに細
かく認識するようにしてもよい。一方、参考例として示
すようにＣＣＤカメラ２８で車外景色を取得した場合、
周知の方法で画素単位で画像処理を行い色分類を行うこ
とができる。そして、予め準備した色パターンとの照合
を行いながら表示背景色を決定する。なお、背景色決定
処理は、ＣＣＤカメラ２８で捉えた映像の全範囲を対象
に行ってもよいが、表示領域の表示背景面Ｂおよびその
周辺部分についてのみ行うようにしてもよく、画像処理
時間の短縮等を行うことができる。また、ＣＣＤカメラ
２８が撮影する可能性のある画像の色の種類を地図デー
タベース２６の地図情報や照度センサ３０からの照度情
報やその他、各種提供情報から得られる時間、天気、季
節、進行方向等の情報に基づいて予め選定しておけば、
ＣＣＤカメラ２８で捉えた画面の色と準備した色パター
ンとの照合をより短時間でスムーズに行い、表示背景色
の決定を行うことができる。

【００３２】続いて、ＥＣＵ１８に含まれる表示形態変
更手段は、決定された車外景色状態に対して同化しない
色（非同化色）にＨＵＤ表示画面Ｃ（図３参照）の色を
決定する（Ｓ１０４）。例えば、車外景色状態の色（表
示背景面Ｂの色）が青系の色であれば、ＨＵＤ表示画面
Ｃの色を緑系や黄色系にする。なお、非同化色の対応は
予めシステムやユーザによって１：１に決めておくこと
が望ましい。続いて、表示形態変更手段はＨＵＤ表示内
容（実際に運転者に提供する情報としての文字や図形）
の色を決定する（Ｓ１０５）。この場合も基本的には、
車外景色状態に対して同化しない色（非同化色）を選択
するが、加えてＨＵＤ表示画面Ｃの色に同化しない色を
選択する必要がある。しかし、色の選択処理や合成処理
を簡易化するために、ＨＵＤ表示画面Ｃの色を薄い色に
して、ＨＵＤ表示内容の色を同色の濃い色にするように
してもよい。このように色の濃さを変更するだけでも車
外景色状態に対して同化することなく表示内容の認識を
良好に行わせることができる。この場合も非同化色や濃
さの対応は予めシステムやユーザによって１：１に決め
ておくことが望ましい。

【００３３】さらに、ＥＣＵ１８に含まれる表示形態変
更手段は、ＣＣＤカメラ２８や照度センサ３０等から得
られる車両周囲（主に車両前方方向）の明るさを認識
し、ＨＵＤユニット２２の表示透過度を決定する（Ｓ１
０６）。例えば、晴れた日の昼間の場合、ＨＵＤ表示部
の光の透過度を低くする。すなわち表示色を全体的に濃
くする。一方、夜間やトンネル、建物の中等では、ＨＵ
Ｄ表示部の光の透過度を高くする。なお、夜間やトンネ
ルの中でも対向車のヘッドライト等によって車両前方が
明るい場合は、昼間と同様に透過度を低く制御する。ま
た、ＨＵＤ表示部の明るさは、ヘッドライトのＯＮ・Ｏ
ＦＦ等に連動して調整されることが望ましい。このよう
に、透過度の調整を行うことでフロントウインドウガラ
ス上に違和感の無いＨＵＤの表示を行うことができる。

【００３４】ＨＵＤの表示色、表示透過度が決定された
ら、ＥＣＵ１８に含まれる表示形態変更手段は、フロン
トウインドウガラス上におけるＨＵＤ表示部の表示位置
（出現位置）の決定を行い（Ｓ１０７）、その位置にお
いて表示の実施を行う（Ｓ１０８）。ＨＵＤ表示部の表
示位置は、図４に示すように、例えば運転席側フロント
ウインドウガラスの表示位置３２ａ〜３２ｃ（本実施形
態では３カ所）等の内から選択された１カ所であり、表
示画面の大きさは例えば５インチ程度である。この表示
位置はＣＣＤカメラ２８等によって認識される車両前方
の景色に基づいて適宜選択される。例えば、ＣＣＤカメ
ラ２８で自車前方から対向車両や障害物（落下物等）等
が接近する場合や信号機や標識が接近する場合等、フロ
ントウインドウガラス越しに安全な運転を行うために必
要な重要なオブジェクトが見える場合には、そのオブジ
ェクトとＨＵＤ表示位置が重ならないような位置が選択
される。また、薄膜状のコンバイナを表示画面より大き
く形成し、運転者の運転姿勢や体格に応じて表示位置を
上下左右方向に任意に移動して、微調整するようにして
もよい。なお、この時、ＨＵＤに表示される内容は、運
転操作の障害にならない範囲で、図５に示すように、ナ
ビゲーション装置による経路の案内やＶＩＣＳ等から入
手できる道路情報や緊急情報である。また、ＣＣＤカメ
ラ２８や地図データベース２６等から得られる車両前方
の情報、例えば、前方を走行中の車両の情報や標識情
報、周囲の建造物の情報等を表示して、運転者の前方情
報の認識の補助手段としてもよい。また、必要に応じ
て、表示位置３２ａ〜３２ｃを複数使用し異なる情報、
例えば文字情報と映像情報とを組み合わせて表示するよ
うにしてもよい。

【００３５】続いて、ＥＣＵ１８に含まれる表示形態変
更手段は、地図データベース２６やＣＣＤカメラ２８等
から認識できる自車前方の景色状態に変化があるか否か
の監視を行う（Ｓ１０９）。この場合、現在認識された
景色の色と所定時間過去の景色の色との比較を行った
り、自車前方の現在の明るさと所定時間過去の明るさと
の比較を行い、色や明るさについて所定しきい値を越え
た景色状態の変化が確認された場合には、（Ｓ１００）
に戻って、ＨＵＤの表示形態を変更するための処理を行
う。また、景色状態に所定しきい値を越える変化が無い
と判断された場合には、現状のＨＵＤ表示状態を維持す
ると共に、景色状態の変化の有無の監視を継続する。な
お、上述した表示変更のための処理は、イグニッション
スイッチがＯＦＦされるまで継続する。

【００３６】なお、連続するカーブを走行したり、断続
的なトンネルを通過する場合等、ＨＵＤの表示色や表示
位置が頻繁に変更される場合には、表示内容の視認度の
低下を招くおそれがある。そのため、ＣＣＤカメラ２８
や地図データベース２６等から周囲の状況を取得し、Ｈ
ＵＤの表示形態の変更のためのしきい値を高くして、極
端に頻繁に変更が実行されないようにしてもよい。ま
た、必要に応じて、運転者が任意に変更間隔を設定する
ようにしてもよい。

【００３７】なお、本実施形態では車外景色の認識をよ
り正確に行うために地図データベース２６による地図情
報とＣＣＤカメラ２８による画像情報とを組み合わせて
認識する例を説明したが、地図データベース２６のみで
もよいし、地図情報に画像情報を持たせて認識に使用し
てもよい。また、本実施形態では、ナビゲーション装置
の一部の機能を利用して車両用表示装置の動作を説明し
たが、ＧＰＳ受信機や地図データベース等を車両用表示
装置専用として準備してもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、車外景色が変化した場
合でもその変化に応じてＨＵＤの表示形態が変更され、
区別表示されるので、表示内容を良好に認識することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る車両用表示装置の構
成ブロック図である。

【図２】 本発明の実施形態に係る車両用表示装置の動
作を説明するフローチャートである。

【図３】 本発明の実施形態に係る車両用表示装置の表
示位置を説明する説明図である。

【図４】 本発明の実施形態に係る車両用表示装置の表
示位置を説明する説明図である。

【図５】 本発明の実施形態に係る車両用表示装置の表
示例を説明する説明図である。

【符号の説明】

１０ 車両用表示装置、１２ 送受信機、１４ レシー
バ、１６ ＦＭアンテナ、１８ 電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）、２０ メモリ、２２ ＨＵＤユニット、２４
ＧＰＳ受信機、２６ 地図データベース、２８ ＣＣＤ
カメラ、３０照度センサ。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01C 21/00 B60K 35/00 G08G 1/0969 G09B 29/00 - 29/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のウインドウガラス上に種々の情報
   を投影表示する車両用表示装置であって、 地図情報を取得する地図情報取得手段と、 自車の現在位置を検出する自車位置検出手段と、 自車の現在位置と前記地図情報とに基づいて前記投影表
   示する表示画面の背景となる車外景色状態を推定する車
   外景色推定手段と、 推定された車外景色状態に対して前記投影表示する表示
   形態を非同化表示する表示形態変更手段と、 を含むことを特徴とする車両用表示装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記表示形態変更手段は、 車外景色状態の色種を認識し、当該色種に応じて表示画
   面の色を変更することを特徴とする車両用表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の装置において、 前記表示形態変更手段は、 車外景色状態の色調を認識し、当該色調に応じて表示画
   面の透過度を変更することを特徴とする車両用表示装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１つに
   記載の装置において、 前記表示形態変更手段は、 車外景色状態に応じて、表示画面の表示位置を変更する
   ことを特徴とする車両用表示装置。