JP2006040223A - 車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者が車両の前方側の走路形状を容易に把握できる車両用表示装置を提供する。
【解決手段】 記憶媒体１３に格納された三次元の座標情報からなるデジタルマップデータに基づいて走路形状を表示する表示器２と、車両Ａの現在位置を検出する位置検出手段１７と、位置検出手段１７により検出された車両Ａの現在位置に基づいて前記デジタルマップデータを読み出して車両Ａの前方側の走路形状を表示器２に表示させる制御手段１５と、を備える車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、制御手段１５は、表示器２に表示させる前記走路形状において、所定の曲率以上のカーブ部分Ｌ４を強調して表示させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、表示手段に走路形状を表示する車両用表示装置に関するものである。

従来、車両用表示装置として、車両のフロントガラス（投影部材）に表示ユニット（表示手段）から発せられる光を表示像として投影して、虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置が知られている（特許文献１参照）。前記表示ユニットは、例えば、ハウジングに、液晶表示器等からなる表示器と、この表示器が発した前記表示像を反射させる反射鏡とを収容したものであり、車両のダッシュボード内に配設されるものである。前記表示ユニットが投射する前記表示像、前記フロントガラスにより運転者の視点に反射され、前記虚像が表示される。かかる構成によれば、前記フロントガラスに車速，エンジン回転数等の車両情報やナビゲーション情報等の各種情報を前記虚像として表示することが可能となる。

また、前述の車両用表示装置において、車両運転者の視点から見た前方の走路形状を表す走路形状表示を表示するものが知られている（特許文献２参照）。かかる車両用表示装置によれば、運転者は、天候条件、走路のカーブ、周辺車両および建物などの影響で、実際の前記走路形状を目視しにくい場合であっても、表示される前記走路形状表示から実際の前記走路形状を把握することができる。
特開平１１−３１００５５号公報 特開２０００−２１１４５２号公報

しかしながら、かかる車両用表示装置においては、運転者は、前記虚像として表示される前記走路形状表示を認識し、その形状から実際の前記走路形状を把握するものであるが、運転者は、車両の走行に応じて更新される前記走路形状表示を認識しながら表示される形状が直線であるかカーブであるか、あるいはブレーキを操作する必要のある急カーブであるか否か等の走路の前方側（進行方向側）の状況を判断しなければならず、運転者を支援する機能としては改善の余地があった。

そこで本発明の目的は、上記課題に着目してなされたものであり、運転者が車両の前方側の走路形状を容易に把握できる車両用表示装置を提供することにある。

本発明の車両用表示装置は、請求項１に記載したように、地図情報記憶手段に格納された三次元情報からなる地図情報に基づいて走路形状を表示する表示手段と、自車両の現在位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記自車両の現在位置に基づいて前記地図情報を読み出して前記自車両の前方側の走路形状を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備える車両用表示装置であって、前記制御手段は、前記表示手段に表示させる前記走路形状において、所定の曲率以上のカーブ部分を強調して表示させることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記制御手段は、通常の走路の表示色と異なる表示色にて前記カーブ部分を前記表示手段に表示あるいは点滅表示させることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記制御手段は、前記自車両の車速を検出する車速検出手段からの信号に基づいて、前記所定の曲率の値を可変して設定することを特徴とするものである。

また、請求項４に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記制御手段は、前記走路形状において、前記自車両の走行車線に対応する部分の表示色と異なる表示色にて前記走行車線の裏側部分を前記表示手段に表示させることを特徴とするものである。

また、請求項５に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記制御手段は、前記走路形状において、走行車線に対応する部分の表示色と異なる表示色にて対向車線に対応する部分を前記表示手段に表示させることを特徴とするものである。

また、請求項６に記載したように、請求項１に記載の車両用表示装置において、前記表示手段は、前記自車両のフロントガラスもしくはフロントガラスと運転者との間に設けられるコンバイナに、表示像を投影して表示するヘッドアップディスプレイからなることを特徴とするものである。

本発明は、車両に搭載される表示手段によって走路形状を表示する車両用表示装置に関するものであり、運転者が車両の前方側の走路形状を容易に把握することが可能となる。

以下、本発明の車両用表示装置を車両用ヘッドアップディスプレイ装置に適用したものを例に挙げて、添付の図面に基づいて説明する。

図１および図２において、１は表示ユニットであり、車両（自車両）Ａのダッシュボード内に配設される。表示ユニット１が投射する表示像Ｌは、コンバイナ処理されたフロントガラスＷにより運転者の視点Ｄの方向に反射され、虚像Ｖとして表示される。運転者は虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。

２は表示器（表示手段）であり、この表示器２はＴＦＴ型の液晶表示素子およびバックライト手段からなるものである。３は回路基板であり、この回路基板３に表示器２が搭載されている。４は反射鏡であり、この反射鏡４は表示器２が発した表示像Ｌをフロントガラス側Ｗに反射させる。反射鏡４の反射面４ａは凹面になっており、表示器２からの表示像Ｌを拡大してフロントガラスＷに投射することができる。５は保持部材であり、反射鏡４は保持部材５に両面粘着テープにより接着されている。なお、表示器２は、液晶表示素子を備える構成に限定されるものではなく、例えば有機ＥＬ表示パネルを備える構成であっても良い。

６はハウジングであり、このハウジング６には、表示器２，回路基板３，反射鏡４等が収容される。ハウジング６には表示像Ｌが通過する透光性カバー７が配設されている。透光性カバー７は、アクリル等の透光性樹脂からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング６には遮光壁６ａが設けられており、太陽光等の外光が表示器２に入射し虚像Ｖが見えにくくなる現象（ウォッシュアウト）を防止している。

図３は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の電気的な構成を示すブロック図である。車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車両Ａに搭載され、速度センサ（車速検出手段）１０と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）装置１１と、ジャイロセンサ１２と、記憶媒体（地図情報記憶手段）１３と、操作手段１４と、制御手段１５と、表示駆動回路１６と、表示器２と、から主に構成されている。

速度センサ１０は、車両Ａの走行速度を検出するためのもので、車速に応じた信号を制御手段１５に出力する。

ＧＰＳ装置１１は、自車位置（車両Ａの現在位置）を求めるための装置であり、ＧＰＳ用受信アンテナや増幅回路を備え、前記受信アンテナで受信した人工衛星からの位置情報である送信電波を高周波信号として増幅してなる信号を制御手段１５に出力する。

ジャイロセンサ１２は、車両Ａの車体向き（進行方向）を検出するためのものであり、車両Ａの方向変化に応じた信号を制御手段１５へ出力する。

記憶媒体１３は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭあるいはハードディスク等によって構成され、地図データおよび走路形状を示すための三次元の座標情報（三次元情報）からなるデジタルマップデータ（地図情報）が記憶されており、前記デジタルマップデータは、制御手段１５による後述する描画処理を行う際に使用される。なお、前記デジタルマップデータは、走路の形状を示す走路形状データ，前記走路の所定位置における高さを示す高さデータ，前記走路の左右の傾きを示す傾きデータ，前記走路の曲率を示す曲率データ等を有している。

操作手段１４は、選択キーや決定キー等の複数のスイッチを有するものであり、後述する走路形状画像（前記走路の各三次元の座標情報を描画処理したもの）の表示形態または表示設定を切り換えるものである。また、運転者は、前記表示設定として、前記走路形状画像の表示または非表示の選択、あるいは、前記走路形状画像を表示する際の各設定値等を、操作手段１４を操作することによって、表示器２による表示内容を任意に設定することができる。

制御手段１５は、マイクロコンピュータを適用でき、処理動作のプログラムが記憶されたＲＯＭと、演算値を一時的に記憶するＲＡＭと、予め設定される各種設定値を記憶するＥＥＰＲＯＭと、前記プログラムを実行するためのＣＰＵと、入出力インターフェイス回路と、によって主に構成される。前記入出力インターフェイス回路は、速度センサ１０、ＧＰＳ装置１１、ジャイロセンサ１２、記憶媒体１３、操作手段１４や、後述する表示駆動回路１６に対してそれぞれ電気的な接続関係をなすための回路である。制御手段１５は、各機構（１０〜１４）からの入力および前記プログラムに基づいて、後述する表示駆動回路１６に制御信号を出力し、表示器２に所望の表示を促すものである。

表示駆動回路１６は、表示器２に表示用の信号を与えるための回路であり、ＩＣまたはＬＳＩにて構成される。表示駆動回路１６は、制御手段１５からの信号に基づいて所定の表示を行うように表示器２を駆動制御するものである。

表示器２は、ＴＦＴ型の液晶表示素子およびバックライト手段からなり、表示像Ｌを発するように表示駆動回路１６に駆動制御される。表示器２は、表示駆動回路１６によって、走路形状画像など所望の表示形態を表示像ＬとしてフロントガラスＷに投影するものである。

以上の構成によって、制御手段１５は、速度センサ１０、ＧＰＳ装置１１、ジャイロセンサ１２から構成される位置検出手段１７の信号に基づいて、車両位置座標および車両の向きを算出し、この車両の前方側（進行方向側）に対応する走路形状を、記憶媒体１３に格納されたデジタルマップデータに基づいて、表示駆動回路１６を介して、表示器２に表示させることができる。

次に、制御手段１５による表示像Ｌの描画に関して、図４乃至図６を用いて説明する。

図４は、制御手段１５による処理を示すものである。図５，６は、車両Ａの前方側（進行方向側）の走路形状を表示像Ｌとして、表示ユニット１にてフロントガラス面に投影して表示する表示画面の例を示すものである。

制御手段１５は、位置検出手段１７からの信号に基づいて、車両位置座標および車両Ａの進行方向を算出する（ステップＳ１）。この場合、制御手段１５は、ＧＰＳ装置１１，速度センサ１０，ジャイロセンサ１２によって、車両位置座標を算出する。例えば、制御手段１５は、ＧＰＳ装置１２を用いて、時間によって変化する車両Ａの軌跡を求めることによって、車両Ａの車両位置座標や進行方向を算出することができる。また、制御手段１５は、速度センサ１０やジャイロセンサ１２からの信号に基づいて、車両Ａの移動幅や車体向きから車両位置座標および進行方向を算出することができる。

次に、制御手段１５は、車両位置座標に応じて視点座標を設定し、車両Ａの進行方向に基づいて表示方向を設定する（ステップＳ２）。この場合、視点座標は、車両位置座標よりも１５メートル高い位置に設定され、表示方向は、車両Ａの進行方向と同じ方向に設定される。

次に、制御手段１５は、記憶媒体１３に格納されたデジタルマップデータにおいて、前記視点座標および表示方向に基づいて選択される三次元の座標情報を演算することによって走路形状を描画処理する（ステップＳ３）。この場合、視点座標から表示方向側に３００メートル以内の三次元の座標情報について演算する。

また、制御手段１５は、前記描画処理された走路形状を走路形状画像として表示器２に表示させるように促す信号を表示駆動回路１６に出力する（ステップＳ４）。

制御手段１５は、ステップＳ３の描画処理を行う際に、図５に示す表示像Ｌにおいて、例えば、走路の走行車線に対応する部分Ｌ１を白色に、対向車線に対応する部分Ｌ２を灰色に、走路の裏面に対応する部分Ｌ３を黒色にして、それぞれ異なる表示色に設定して描画することができる。

したがって、運転者にとって車両Ａの走行面を認識しやすい表示を行うことができ、走路情報を容易に把握可能な運転支援を行うことのできる車両用ヘッドアップディスプレイ装置となる。また、走路の裏面に対応する部分Ｌ３と走路の走行車線に対応する部分Ｌ１とを異なる表示色にすることによって、立体感のある表示を行うことができ、複雑な走路形状であっても容易に把握可能な表示を行うことのできる車両用ヘッドアップディスプレイ装置となる。

また、車両Ａが例えば図６に示すような走路を走行する場合、制御手段１５は、ステップＳ３において、デジタルマップデータから走路のカーブの曲率を算出あるいは読み出して、所定の曲率以上であるか否かを判定し、所定の曲率以上であれば、この走路に急カーブがあると判断し、この急カーブ部分Ｌ４を例えば赤色あるいは黄色にて強調した表示となるように描画処理することができる。なお、制御手段１５は、急カーブ部分Ｌ４を通常の表示色と異なる表示色（例えば赤色あるいは黄色）で点滅させることによって、より効果的な強調表示となるように描画処理することもできる。

したがって、通常の走行車線に対応する部分Ｌ１の表示色（この場合、白色）と、急カーブ部分Ｌ４の表示色（この場合、赤色あるいは黄色）と、を異なるようにしたため、急カーブ部分Ｌ４が強調して表示されるため、運転者は、車速やステアリング操作を注意するポイントを事前に視認することができる。

また、制御手段１５は、速度センサ１０からの信号によって車速を算出し、急カーブに対して所定速度（カーブの曲率によって設定される安全速度域）以上であれば、急カーブＬ４を車両Ａが走行する前に減速を促すような警告表示（例えば「ｓｐｅｅｄ ｄｏｗｎ」なる表示）Ｌ５を行うなど、運転者に対して積極的に運転支援することができる。したがって、運転者は、警告表示Ｌ５によって、車両Ａが前方側の急カーブ部分Ｌ４の走路形状の変化に対してオーバースピードで走行してしまうことを瞬時に認識することができる。なお、警告表示の表示形態は任意であり、例えば、減速を促すマークを表示させるものであってもよいし、急カーブ部分の曲率あるいはこの急カーブ部分に対する安全な速度を数値にて表示するものであってもよい。

かかる車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、記憶媒体１３に格納された三次元の座標情報からなるデジタルマップデータに基づいて走路形状を表示する表示器２と、車両Ａの現在位置を検出する位置検出手段１７と、位置検出手段１７により検出された車両Ａの現在位置に基づいて前記デジタルマップデータを読み出して車両Ａの前方側の走路形状を表示器２に表示させる制御手段１５と、を備える車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、制御手段１５は、表示器２に表示させる前記走路形状において、所定の曲率以上の急カーブ部分Ｌ４を強調して表示させるものである。

したがって、運転者は、表示器２を視認することによって、走路形状を把握することが可能となるため、天候条件、走路のカーブ、周辺車両および建物などの影響で、実際の前記走路形状を目視しにくい場合であっても、車両Ａの前方側の走路に急カーブ部分Ｌ４が存在することを瞬時に認識することができる。また、上述の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、車両Ａの走路形状に対して、どの部分にどの程度の急カーブがあるのかを運転者に瞬時に認識させることができるため、運転者にとって車両Ａの前方側の注意すべき走路形状を容易に把握することが可能なものとなる。

なお、本発明の実施の形態においては、表示器２からの表示像Ｌは、フロントガラスＷに投影されるものであったが、本発明における投影部材は本実施の形態に限定されるものではなく、例えば、車両のフロントガラス面あるいは車両のダッシュボード上に配設されるコンバイナに表示器からの表示像を投影させるものであってもよい。

本発明の実施形態である車両用ヘッドアップディスプレイ装置の表示手段の断面図。 同上実施の形態である車両用ヘッドアップディスプレイ装置の概略図。 同上車両用ヘッドアップディスプレイ装置のブロック図。 同上車両用ヘッドアップディスプレイ装置の処理手順を示す図。 同上車両用ヘッドアップディスプレイ装置の表示画像を示す図。 同上車両用ヘッドアップディスプレイ装置の表示画像を示す図。

符号の説明

２ 表示器（表示手段）
１０ 速度センサ（車速検出手段）
１３ 記憶媒体（地図情報記憶手段）
１５ 制御手段
１７ 位置検出手段
Ｌ４ 急カーブ部分（カーブ部分）

Claims (6)

1. 地図情報記憶手段に格納された三次元情報からなる地図情報に基づいて走路形状を表示する表示手段と、自車両の現在位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記自車両の現在位置に基づいて前記地図情報を読み出して前記自車両の前方側の走路形状を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備える車両用表示装置であって、
   前記制御手段は、前記表示手段に表示させる前記走路形状において、所定の曲率以上のカーブ部分を強調して表示させることを特徴とする車両用表示装置。
2. 前記制御手段は、通常の走路の表示色と異なる表示色にて前記カーブ部分を前記表示手段に表示あるいは点滅表示させることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
3. 前記制御手段は、前記自車両の車速を検出する車速検出手段からの信号に基づいて、前記所定の曲率の値を可変して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。
4. 前記制御手段は、前記走路形状において、前記自車両の走行車線に対応する部分の表示色と異なる表示色にて前記走行車線の裏側部分を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
5. 前記制御手段は、前記走路形状において、走行車線に対応する部分の表示色と異なる表示色にて対向車線に対応する部分を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
6. 前記表示手段は、前記自車両のフロントガラスもしくはフロントガラスと運転者との間に設けられるコンバイナに、表示像を投影して表示するヘッドアップディスプレイからなることを特徴とする請求項１に記載の車両用表示装置。
   

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