JP4480755B2 - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、運転者への虚像表示範囲を運転視界前方の対象物に重畳できる広範囲にし、運転者への警告表示を運転視界前方の対象物に重畳させた虚像により行うようにした車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

従来、車両用ヘッドアップディスプレイ装置としては、車両周囲の対象物を検知するカメラやレーダー装置を備え、室内のカメラ等にて運転者の視線などの状態を検知し、前述の車両周囲の障害物検知手段で検出された結果より危険と判断された場合には、ヘッドアップディスプレイにて運転者の視線にあわせ警告表示を運転視界前方の対象物に重畳させることで警告をするようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−３５７４９８号公報

しかしながら、従来例の車両用ヘッドアップディスプレイ装置にあっては、車両走行中に何かの操作をしている場合、視線は被操作物方向と走行中の運転視界前方を交互に見ている場合が多い。
この場合、運転視界前方と被操作物方向が大きくずれている場合には、走行中の運転視界前方の対象物に警告表示を重畳させるタイプの警告では、警告表示に気が付きにくかったり、気づくのが遅れるという問題点があった。

本発明の解決しようとする課題は、車両走行中に何かの操作のために走行中の運転視界前方を見ていない瞬間でも、警告表示を運転者に素早く認識させることができる車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため請求項１記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、運転者への虚像表示範囲を運転視界前方の対象物に重畳できる広範囲にし、運転者への警告表示を運転視界前方の対象物に重畳させた虚像により行うようにした車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、運転者からの操作入力がいずれの車両装置に行われているかを操作入力から検出する操作入力検出手段と、特定された車両装置と操作内容から、前記被操作物への操作が一定時間以上を必要とする操作であるかどうかを判断する操作判断手段と、前記操作判断手段により前記被操作物への操作が一定時間以上を必要とすると判断すると、走行中の運転視界前方と、前記被操作物との間となる表示範囲上の位置へ前記警告表示を行う位置を変更する警告表示手段と、を備えていることを特徴とする手段とした。

本発明の車両用ヘッドアップディスプレイ装置では、車両走行中に何かの操作のために走行中の運転視界前方を見ていない瞬間でも、警告表示は操作時視線エリア付近に表示されるため、この警告表示を運転者に素早く認識させることができるようになるという効果が得られる。

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、請求項１〜８に記載の発明に対応する。

まず、実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置を図面に基づいて説明する。

図１は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置のヘッドアップディスプレイを示す断面図、図２は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置における表示コントローラを示すブロック図、図３は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置が適用された車両の運転席からの視線図である。

先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ１は、車両２のインストパネル３に設けられた光源４から表示器（ＬＣＤ）５に光を投光し、表示器５に表示した警告表示を鏡６でフロントウインドシールド７に反射させることにより、警告表示Ｐの虚像８を運転者９の視界に重畳して表示させるようになっている。
言い換えると、実施例１のヘッドアップディスプレイ１は、情報を運転者９に提示するために表示する

なお、表示器５及び鏡６は、運転者がフロントウインドシールド７を通して見る前方視界の多くの部分を表示範囲とするものとし、例えば、表示器５及び鏡６を複数で構成するようにしてもよい。
また、表示器５における表示エリアＥ及び警告表示Ｐの表示制御は警告表示手段を構成する表示コントローラ１０で行われる。
この表示コントローラ１０は、図２に示すように、情報処理部１１と、信号検知部１２と、制御部１３と、出力部１４を備えている。

そして、上記情報処理部１１では、歩行者等の障害物（対象物）Ｂを検知する障害物検知センサ（対象物検出手段）１５から入力された障害物検知情報を情報処理部１１で処理して上記制御部１３に出力する。この障害物検知センサ１５としては、例えば、ステレオカメラや赤外線レーダー等を用いることができる。

また、上記信号検知部１２では、操作入力検出手段１６から入力された操作入力信号を検知し、上記制御部１３に出力する。

上記被操作物としては、センターコンソール３１に備えた車両装置（オーディオ、ナビゲーション、エアコンのモニター２１）、及び、左右のフロントドアに備えた車両装置（左右ドアミラー１７、１８）が設定されている。

操作入力検出手段１６では、これらを操作する操作装置として、オーディオ操作スイッチ、ナビゲーション操作スイッチ、エアコン操作スイッチ等２２と、左右ドアミラー１７、１８の角度調整用スイッチ１９及び左右ドアミラー切換スイッチ２０が設定されている（図３を参照）。

そして、これらの特定された操作装置の操作が行われたことをそれぞれ検知し、それを操作入力信号として上記信号検知部１２に対し個別に出力する。

すると、上記制御部１３では、操作判断手段１３ａにおいて、上記出力部１４を介し、上記操作入力検出手段１６から入力された操作入力信号から得られた特定された操作装置と操作内容から、被操作物への操作が一定時間以上を必要とする操作であるかどうかを判断する。

そして、必要であれば、その操作を行うために運転者９が走行中の運転視界前方エリアＳから視線移動を必要とする操作時視線エリア方向へ向けて離間した位置のフロントウインドシールド７に警告表示Ｐを表示させる表示エリア（表示範囲上の位置）Ｅを表示させる制御信号（表示エリアＥの表示ＯＮ）を、上記出力部１４を介し、上記表示器５に出力する。
なお、操作時視線エリアは、被操作物の周囲を指す。

なお、警告表示Ｐを行う表示エリアＥは、図３に示すように、走行中の運転視界前方Ｓと、被操作物（オーディオ、ナビゲーション、エアコンのモニター２１、左右ドアミラー１７、１８）との間の直線上の位置にすることが望ましい。

また、上記表示エリアＥの表示位置を決める走行中の運転視界前方Ｓは、ステアリングセンサ（図示せず）で得られる運転視界の前方方向へ走行方向を考慮して前方点を特定し、かつ、この前方点の周囲に車速センサ（図示せず）から得られる走行速度を考慮して設定されるようになっている。

なお、上記操作入力検出手段１６からの操作入力信号がオーディオ操作スイッチ、ナビゲーション操作スイッチ、エアコン操作スイッチ等２２の操作入力信号である場合は、運転者の操作時視線エリアは、モニター２１付近であるため、走行中の運転視界前方エリアＳからモニター２１方向へ向けて離間した位置に表示エリアＥの表示が行われる。

また、上記操作入力検出手段１６からの操作入力信号が左右ドアミラー１７、１８の角度調整用スイッチ１９及び左右ドアミラー切換スイッチ２０の操作入力信号である場合は、運転者の操作時視線エリアは、左右ドアミラー１７、１８付近であるため、走行中の運転視界前方エリアＳから左側ドアミラー１７又は右側ドアミラー１８へ向けて離間した位置に表示エリアＥの表示が行われる。

次に、実施例１の作用を説明する。
[表示エリア制御]
操作判断手段による判断制御及び表示エリア表示制御の内容を図４のフローチャートに基づいて説明する。

まずステップＳ１では、操作入力検出手段１６からの操作入力信号によりスイッチ操作があったか否かを判定し、スイッチ操作がない場合（Ｎｏ）はこれで一回の制御フローを終了する。また、スイッチ操作があった場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２に進む。

このステップＳ２では、操作監視タイマーをスタート（リセット）させた後、ステップＳ３に進み、表示エリア表示をＯＮにし、ステップＳ４に進む。

このステップＳ４では、操作監視タイマーがタイムアップしたか否かが判定され、まだタイムアップしてない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１に戻る。また、タイムアップした場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ５に進んで、表示エリア表示をＯＦＦにし、これで一回のフローを終了する。
[障害物検出時処理]

次に、表示エリア表示ＯＮ中の障害物検出時の制御内容を図５のフローチャートに基づいて説明する。

まず、ステップＳ２１では、表示エリアＥの表示がＯＮになっているか否かが判定され、表示エリアＥの表示がＯＦＦの場合は、これで一回のフローを終了する。また、表示エリアＥの表示がＯＮになっている場合は、ステップＳ２２に進む。

このステップＳ２２では、障害物検知センサ１５からの信号により、障害物検知中であるか否かが判定され、障害物検知中でない場合（Ｎｏ）はこれで一回のフローを終了する。

また、障害物検知中である場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３に進んで、表示エリアＥの色を別の色に変化（例えば、緑色から黄色に変化）させると共に、該表示エリアＥに警告表示（人間マーク等のアイコン）Ｐを表示させて、運転者９の注意を喚起する。
[警告表示作用]
実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置では、注視を伴う操作、例えば、左右ドアミラー１７、１８の角度調整用スイッチ１９、左右ドアミラー切換スイッチ２０、センターコンソール３１に備えたオーディオ操作スイッチ、ナビゲーション操作スイッチ、エアコン操作スイッチ２２等の操作装置の操作が続いている間は運転者９が前方（走行中の運転視界前方エリアＳ）を注視していない状態と判断する。

そして、この場合、運転者９の視線は、前方と被操作物（オーディオ、ナビゲーション、エアコンのモニター２１、左右ドアミラー１７、１８）を交互に見ようとして視線移動が多い状態であり、その分よそ見の時間が長くなる。

具体例を挙げると、左右ドアミラー１７、１８の角度調整用スイッチ１９及び左右ドアミラー切換スイッチ２０を操作している場合は運転者９の視線は前方（走行中の運転視界前方エリアＳ）と左側ドアミラー１７または右側ドアミラー１８の鏡面との間（視線移動範囲Ｈ）を交互に行き来している。

そして、左側ドアミラー１７または右側ドアミラー１８の鏡面を見ている時には、走行中の運転視界前方エリアＳは視野外となってしまう。そこで、警報表示Ｐが必要な場合には、左側ドアミラー１７または右側ドアミラー１８の鏡面を注視していても運転者９の視界に入り易い位置、即ち、走行中の運転視界前方エリアＳから左側ドアミラー１７または右側ドアミラー１８へ向けて離間した位置に表示エリアＥの表示が行われ、この表示エリアＥに警告表示Ｐを表示する。

この時、表示エリアＥの位置は、歩行者等の障害物Ｂが検知される走行中の運転視界前方エリアＳと左側ドアミラー１７または右側ドアミラー１８との直線上の位置とすることが望ましい。

さらに具体的に説明する。
図６は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、ミラー操作が行われている状態を示す説明図である。図７は実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、ミラー操作中に前方障害物が検出された状態を示す説明図である。
実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置では、操作入力検出手段１６からの入力操作信号は、例えばBCM等の特定のコントローラ、ナビゲーション装置のコントローラ、オーディオ装置のコントローラ等から操作に関する信号を信号検知部１２で得ることになる。この情報には、実施例１が行なう表示エリアＥ及び警告表示Ｐの処理を行う必要のない瞬間的な操作が含まれることになる。
この警告表示に値しない操作は、制御部１３の操作判断手段１３ａの操作で判別することにする。そして、予め設定した表示エリアＥ及び警告表示Ｐの処理を行なう必要のある操作があった場合を、スイッチ操作ありと判断する（ステップＳ１）。

ここでは具体的に、左側ドアミラー１７を調整するために、角度調整用スイッチ１９及び左右ドアミラー切換スイッチ２０が操作されたものとする。その場合には、まず操作監視タイマーをスタートする（ステップＳ２）。これとともに、走行中の運転視界前方エリアＳと、被操作物となる左側ドアミラー１７を結ぶ直線上の間に、表示エリアＥを表示する（ステップＳ３、図６参照）。
操作監視タイマーは、制御部１３によるカウント動作である。

なお、この表示エリアＥを表示した状態で、操作監視タイマーでのカウントが、障害物が検知されることなく所定時間に達したならば、表示エリアＥを消去し処理を終了する（ステップＳ４,Ｓ５）。

次に、表示エリアＥを表示した状態で（ステップＳ２１）、例えば歩行者を障害物として障害物検知センサ１５により検知し、それが継続しているならば（ステップＳ２２）、表示エリアＥの中に、警告表示Ｐ１（エクスクラメーションマーク）を表示させ（ステップＳ２３）、且つ歩行者の下位置に重畳させるように、歩行者検出アイコンＰ２を表示させる（図７参照）。
なお、この際には、表示エリアＥの表示は、強調表示となるように色を変更する点滅するなどすればよい。例えば緑色から黄色へ、且つ警告表示Ｐ１を点滅させるなどを行なえばよい。
これにより、警告表示は、視野内で捉えられやすくなる。通常の重畳した警告表示の機能に対して、実施例１のように敢えて表示位置をずらすことを行なうと、車両装置の操作のために、例えば時間のかかる操作、階層状に設定された操作の深い階層の操作を行う場合となっても、警告表示がその視野内で捉えられることになり、警告を運転者に気づかせることをより確実にする。

なお、運転者の視線が前方視野と被操作物の間で行き来する動作の場合には、その間の直線上に表示エリアＥ及び警告表示Ｐを配置することで、確実に運転者に認識させる。運転者が被操作物を凝視した場合も、その視野内に表示エリアＥ及び警告表示Ｐを配置することで、確実に運転者に認識させる。この点からは、被操作物に近い側が好ましい。

運転者は操作に慣れると、被操作物を見る時間は短い時間となる。このような場合でも、不側の理由、例えば機器の異常や操作ミスなどにより、被操作物が思わぬ動作や状態となると、運転者によっては、被操作物を凝視するか気を取られる場合がある。そのような場合でも視野内に警告表示を行ない確実に認識させることが実施例１では可能となる。

次に、この実施例の効果を説明する。
実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置では、上述のように、運転者９からの操作入力がいずれの車両装置に行われているかを操作入力から検出する操作入力検出手段１６と、特定された車両装置と操作内容から、被操作物への操作が一定時間以上を必要とする操作であるかどうかを判断する操作判断手段１３ａと、操作判断手段１６により被操作物への操作が一定時間以上を必要とすると判断すると、走行中の運転視界前方Ｓと、被操作物との間となる表示エリアＥへ警告表示Ｐを行う位置を変更する表示コントローラ１０と、を備えることで、車両走行中に何かの操作のために走行中の運転視界前方Ｓを見ていない瞬間でも、警告表示Ｐは操作時視線エリア付近に表示されるため、この警告表示Ｐを運転者９に素早く認識させることができるようになるという効果が得られる。

また、運転者９からの操作入力がいずれの車両装置に行われているかを検出する操作入力検出手段１６と、特定された車両装置と操作内容から、被操作物への操作が一定時間以上を必要とする操作であるかどうかを判断する操作判断手段１３ａとを備え、該操作判断手段１３ａにより被操作物への操作が一定時間以上を必要とすると判断するようにしたことで、カメラやレーダー装置で運転者９の視線などの状態を検知する場合に比べ、コストを安く抑えることができるようになる。

また、操作入力検出手段１６で走行中の運転視界前方エリアＳからの視線移動を必要とする操作が検知されると、その検知時点から所定時間後に警告表示Ｐが表示される表示エリアＥの表示を解除するタイマーが備えられることで、視線移動操作内容に応じ、視線移動を必要とする操作時視線エリア方向へ向けて離間した位置への表示エリアＥの表示時間を任意に設定できるようになる。

また、警告表示Ｐを行う表示エリアＥは、走行中の運転視界前方Ｓと、被操作物との間の直線上の位置にすることにより、視線の向きを自然に誘導できるようになる。

また、走行中の運転視界前方Ｓにおける運転者９への警告の必要がある歩行者等の障害物Ｂを検出する障害物検知センサ１５と、該障害物検知センサ１５で被操作物方向への視線移動を検知すると、走行中の運転視界前方Ｓと、記被操作物との間となる表示範囲上の位置へ、表示エリアＥを表示し、該表示エリアＥに警告表示Ｐを行うようにしたことで、視線移動を必要とする操作中であっても、走行中の運転視界前方Ｓにおける歩行者等の障害物Ｂの存在を運転者９に素早く認識させ、危険を回避させることができるようになる。

また、フロントウインドシールド７に反射させる警告表示Ｐの虚像として障害物検知センサ１５で検出した障害物Ｂに係る情報を表示させるようにしたことで、注視を伴う操作時でも、その視野内に警告表示Ｐを表示をすることで、少しでも早く警告表示Ｐを運転者９に伝えることができるようになる。

また、上記表示エリアＥの表示位置を決める走行中の運転視界前方Ｓが、ステアリングセンサ（図示せず）で得られる運転視界の前方方向へ走行方向を考慮して前方点を特定し、かつ、この前方点の周囲に車速センサ（図示せず）から得られる走行速度を考慮して設定するようにしたことで、実際の障害物Ｂの位置を基準として警告表示Ｐを表示する表示エリアＥを設定することができるようになる。
これにより実際の障害物Ｂの位置に応じて視線の向きを自然に誘導できるようになる。

また、障害物検知中である場合は、表示エリアＥの色を別の色に変化（例えば、緑色から黄色に変化）させると共に、該表示エリアＥに警告表示（人間マーク等のアイコン）Ｐを表示させるようにすることで、運転者９の注意をより喚起することができるようになる。

以上実施例１を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

例えば、実施例では、表示エリアＥに警告表示Ｐを表示させるようにしたが、スピードメータその他任意の情報を表示させることができる。

また、実施例では、ヘッドアップディスプレイ１の鏡６の傾斜角度を任意に変化させることで、表示エリアＥと警告表示Ｐの表示位置を任意に位置に変更するようにしたが、複数のヘッドアップディスプレイ１を備えるようにしてもよい。

また、バックミラーに電動式角度調整機能を備えた車両においては、一定の時間運転者９が視線移動を必要とする操作をバックミラー角度調整用スイッチ操作とし、本願発明を適用することができる。

実施例の車両用ヘッドアップディスプレイ装置のヘッドアップディスプレイを示す断面図である。 実施例の車両用ヘッドアップディスプレイ装置における表示コントローラを示すブロック図である。 実施例の車両用ヘッドアップディスプレイ装置が適用された車両の運転席からの視線図である。 操作判断手段による判断制御及び表示エリア表示制御の内容を示すフローチャートである。 表示エリア表示ＯＮ中の対象物検出時の制御内容を示すフローチャートである。 実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、ミラー操作が行われている状態を示す説明図である。 実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、ミラー操作中に前方障害物が検出された状態を示す説明図である。

符号の説明

１ ヘッドアップディスプレイ
２ 車両
３ インストパネル
３１ センターコンソール
４ 光源
５ 表示器
６ 鏡
７ フロントウインドシールド
８ 虚像
９ 運転者
１０ 表示コントローラ（警告表示手段）
１１ 情報処理部
１２ 信号検知部
１３ 制御部
１４ 出力部
１５ 障害物検知センサ（対象物情報検知手段）
１６ 操作入力検出手段
１７ 左側ドアミラー（車両装置）
１８ 右側ドアミラー（車両装置）
１９ 左右ドアミラーの角度調整用スイッチ（被操作物）
２０ 左右ドアミラー切換スイッチ（被操作物）
２１ モニター
２２ センターコンソールに備えたスイッチ（被操作物）
Ｂ 障害物（対象物）
Ｓ 走行中の運転視界前方エリア
Ｅ 表示エリア（表示範囲上の位置）
Ｈ 視線移動範囲
Ｐ 警告表示

Claims (7)

1. 運転者への虚像表示範囲を運転視界前方の対象物に重畳できる広範囲にし、運転者への警告表示を運転視界前方の対象物に重畳させた虚像により行うようにした車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
   運転者からの操作入力がいずれの車両装置に行われているかを操作入力から検出する操作入力検出手段と、
   特定された車両装置と操作内容から、前記被操作物への操作が一定時間以上を必要とする操作であるかどうかを判断する操作判断手段と、
   前記操作判断手段により前記被操作物への操作が一定時間以上を必要とすると判断すると、走行中の運転視界前方と、前記被操作物との間となる表示範囲上の位置へ前記警告表示を行う位置を変更する警告表示手段と、
   を備えていることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
2. 請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記操作判断手段により前記被操作物への操作が一定時間以上を必要とすると判断すると、その判断時点から所定時間後に前記表示範囲上の位置への前記警告表示を解除するタイマーを備える
   ことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記警告表示手段は、走行中の運転視界前方と、前記被操作物との間の直線上の位置に前記警告表示を行う、
   ことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
   前方視界における運転者への警告の必要がある対象物を検出する対象物検出手段を備え、
   前記警告表示手段は、
   前記操作判断手段により前記被操作物への操作が一定時間以上を必要とすると判断すると、
   走行中の運転視界前方と、前記被操作物との間となる表示範囲上の位置へ、警告表示範囲を表示し、
   前記対象物検出手段により前記対象物を検出すると、前記警告表示範囲に前記警告表示を行う、
   ことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記警告表示手段の警告表示位置を決める走行中の運転視界前方は、
   運転視界の前方方向へ走行方向を考慮して前方点を特定し、前方点の周囲に走行速度を考慮して設定される前方視野範囲である、
   ことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記被操作物は、センターコンソールに備えられた車両装置である
   ことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、前記被操作物はドアミラーであり、運転者の操作は、ドアミラー角度調整用スイッチの操作であることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。

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