(57)【要約】【課題】  走路の勾配を容易に認識することが可能な車両用表示装置を提供する。【解決手段】  地図情報記憶手段１３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Ｒを表示する表示手段２と、車両の現在位置を検出する位置検出手段１７と、この位置検出手段１７により検出された車両Ａの現在位置データと前記地図情報とに基づいて車両Ａの前方側の走路形状Ｒを表示手段２に表示させる制御手段１５とを備える車両用表示装置であって、制御手段１５は、表示器２に表示させる走路形状Ｒの走路面Ｒ５毎に走路面Ｒ５の勾配に応じて高さの変化するポールからなる指標部Ｋを表示させる。【選択図】  図５
2006153459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、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車両の現在位置データと前記地図情報とに基づいて前記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の高低差を前記走路形状の路肩線から線状に延びる複数個の指標部によって表示させることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記走路形状の高低差に応じて、高さの異なる前記指標部を表示させることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記走路形状の高低差に応じて、前記走路形状の長手方向に沿い傾斜角度の異なる前記指標部を表示させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用表示装置。
【請求項４】
前記指標部が、ポールからなることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１つに記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記車両のフロントガラスもしくは前記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記載の車両用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば下記特許文献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は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。
【特許文献１】特開平１１−３１００５５号公報
【０００３】
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示するものが知られている（例えば下記特許文献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、周辺車両及び建物などの影響で、実際の前記走路形状を目視し難い場合であっても、表示される前記走路形状から実際の走路の形状を把握することができる。
【特許文献２】特開２０００−２１１４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、かかる特許文献２に記載の車両用表示装置においては、カーブの曲がり具合や走路幅などの走路形状について効果的に表現できるものの、走路形状を表示像として立体的に表現することが難しく、特に走路が上り坂か下り坂か、また勾配がどの程度か、を運転者が容易に判別できないという問題があった。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、走路の勾配を容易に認識することが可能な車両用表示装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、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、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車両の現在位置データと前記地図情報とに基づいて前記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の高低差を前記走路形状の路肩線から線状に延びる複数個の指標部によって表示させることを特徴とする。
【０００６】
また本発明は、前記制御手段は、前記走路形状の高低差に応じて、高さの異なる前記指標部を表示させることを特徴とする。
【０００７】
また本発明は、前記制御手段は、前記走路形状の高低差に応じて、前記走路形状の長手方向に沿い傾斜角度の異なる前記指標部を表示させることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記指標部が、ポールからなることを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記表示手段は、前記車両のフロントガラスもしくは前記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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、初期の目的を達成でき、走路の勾配を容易に認識することが可能な車両用表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１，図２において、１は表示ユニットであり、車両Ａのダッシュボード内に配設される。この表示ユニット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。前記運転者は虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。
【００１３】
２は表示器（表示手段）であり、この表示器２はＴＦＴ型の液晶表示素子及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上に表示器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Ｗ側に反射させる。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は反射鏡４を保持する保持部材であり、反射鏡４は保持部材５に両面粘着テープ等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、例えば自発光型表示素子である有機ＥＬパネルを備える構成であってもよい。
【００１４】
６は例えば略箱型形状に形成された遮光性合成樹脂からなるハウジングであり、このハウジング６内には、表示器２，回路基板３，反射鏡４等が収容される。また、ハウジング６には反射鏡４の配設位置の上部（フロントガラスＷ側）を開口する開口部６ａが設けられる。そして、ハウジング６には、開口部６ａを塞ぐように透光性の合成樹脂材（例えばアクリル樹脂）からなる透光性カバー７が配設されている。この遮光性カバー７は略湾曲形状に形成され、表示像ＬをフロントガラスＷ側に通過させるものである。なお、図１中、６ｂはハウジング６空洞内に向けて延在する遮光壁であり、この遮光壁６ｂは、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）を防止する機能を有している。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
ＧＰＳ装置１１は、自車位置（車両Ａの現在位置）の緯度経度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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、地図データ及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，高さを示す高さデータ，前記走路の左右（幅方向）の傾きを示す傾きデータ，前記走路の前後（長手方向）の傾き（勾配）を示す勾配データ、前記走路の曲率を示す曲率データ等を前記走路の所定位置（所定の経度緯度）毎に有している。
【００２０】
操作手段１４は、選択スイッチや決定スイッチ等の複数の操作部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ためのものである。また、前記運転者は、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。
【００２１】
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から主に構成される。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（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）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。
【００２２】
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。
【００２３】
表示器２は、ＴＦＴ型の液晶表示素子及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により駆動制御される。表示器２は、表示駆動回路１６によって、前記走路形状画像等の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。
【００２４】
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、車両位置座標及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に格納された前記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。
【００２５】
次に、制御手段１５による表示像Ｌの描画に関して、図４，図５を用いて説明する。
【００２６】
図４は、制御手段１５による処理を示すものである。また図５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Ｗの面に投影して表示する表示画面の一例を示すものである。
【００２７】
制御手段１５は、位置検出手段１７からの信号に基づいて、車両位置座標及び車両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、速度センサ１０，ＧＰＳ装置１１，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１１を用いて時間によって変化する車両Ａの位置データと地図データとをマッピング処理することによって、車両Ａの車両位置座標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の進む方向（移動幅）や車体の傾き方向が求まる。
【００２８】
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。
【００２９】
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、前記視点座標及び前記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５００メートル以内の三次元の座標情報について演算し、表示像Ｌが表示されるように描画処理する。
【００３０】
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）。
【００３１】
前述の処理を繰り返すことによって、車両Ａが走行する度に更新される視点座標と三次元の座標情報とに基づいた走路形状を表示像ＬとしてフロントガラスＷに投影することができる。例えば、図５に示すような走路形状ＲをフロントガラスＷに投影することができる。
【００３２】
ここで制御手段１５は、ステップＳ３の描画処理を行う際に、勾配の程度に応じて設定される表示色にて走路形状Ｒを表示させることができる。例えば、走路形状Ｒにおいて、下り勾配の部分Ｒ１は、赤色にて表示させるとともに、勾配が大きい程、濃い色の赤色にて表示させる。また、上り勾配の部分Ｒ２は、青色にて表示させるとともに、勾配が大きいほど濃い色の青色にて表示させる。なお、制御手段１５は、この場合、デジタルマップデータの所定位置（所定の経度緯度）を通過し走路形状Ｒの輪郭（路肩線）Ｒ３と関係ない線（図５における走路形状Ｒの幅方向の線）を補助線Ｒ４として表示してなる。制御手段１５は、この補助線Ｒ４間の走路面Ｒ５毎に勾配データを抽出して、この勾配の程度に対応する表示色を走路面Ｒ５毎に着色してなる走路形状Ｒを描画処理する。また、制御手段１５は、この場合、勾配がほとんどない走路面Ｒ５部分を白色に着色して走路形状Ｒを描画処理し表示器２に投影表示させている。
【００３３】
従って、運転者は、走路形状Ｒの表示色及びその濃淡の具合を視認することによって、走路が上り坂であるか下り坂であるか、あるいは勾配の程度を判断することができる。
【００３４】
また制御手段１５は、ステップＳ３の描画処理を行う際に、図５に示すように走路面Ｒ５毎に走路面Ｒ５の勾配の程度に応じて、各走路面Ｒ５の両端中央（各走路面Ｒ５における路肩線Ｒ３の中央）から上方に突出する一対の略円柱状のポールからなる指標部Ｋが走路形状Ｒとともに表示されるように描画処理される。
【００３５】
具体的には、例えば視点座標（車両位置座標）側となる補助線Ｒ４間（図５中、表示像Ｌの下方に位置する補助線Ｒ４間）の走路面Ｒ５１の勾配が、水平面に対して１０度、下り勾配となっているとき、この走路面Ｒ５１の両端中央に例えば高さ３センチメートルに設定された一対のポールからなる指標部Ｋ１を表示させるとともに、この走路面Ｒ５１の指標部Ｋ１を基準として、車両Ａの進行方向となる走路面Ｒ５毎に走路面Ｒ５の勾配に応じて高さの変化する一対のポールからなる指標部Ｋを各々表示させる。なお、この場合、前記進行方向となる走路面Ｒ５の勾配が、走路面Ｒ５１の勾配に対して１度大きくなる（傾斜が急になる）に従って、指標部Ｋの高さを指標部Ｋ１の高さに対して２ミリメートル高く表示させるように設定されている。換言すると、走路面Ｒ５の勾配が急になるに従って、指標部Ｋの高さが高くなるよう設定され、例えば前記進行方向となる走路面Ｒ５の勾配が３０度の場合、かかる走路面Ｒ５に表示される一対の指標部Ｋの高さは各々７センチメートルとなり、また走路面Ｒ５の勾配が５度の場合、かかる走路面Ｒ５に表示される一対の指標部Ｋの高さは各々２センチメートルとなる。なお、前記ポールの延長線は、地球中心を通るように設定されている。
【００３６】
従って、運転者は、前記進行方向となる各走路面Ｒ５の勾配に応じて変化する指標部Ｋの高さを走路形状Ｒとともに視認することによって、前記進行方向となる走路が上り坂であるか下り坂であるか、あるいは前記走路の勾配の程度を容易に判断することができる。
【００３７】
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Ｒを投影表示する表示器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の現在位置データと前記デジタルマップデータとに基づいて車両Ａの前方側の走路形状Ｒを表示器２に投影表示させる制御手段１５とを有し、制御手段１５は、表示器２に投影表示させる走路形状Ｒの走路面Ｒ５毎に走路面Ｒ５の勾配に応じて高さの変化するポールＫを表示させるものである。
【００３８】
従って、運転者は、表示器２が投影する表示像Ｌ全体を視認することによって、各走路面Ｒ５に表示されるポールＫの高さ変化により走路形状Ｒ全体の高低差を把握することが可能となるため、周囲の景色から走路の勾配を判断し難い場合であっても、走路が上り坂であるのか下り坂であるのかを各ポールＫの高さに基づいて瞬時に認識することができる。また、前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、どの部分がどの程度の勾配で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、運転者に対して車両Ａの前方側の注意すべき走路形状を容易に把握させることが可能なものとなる。
【００３９】
（第２実施形態）次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態を説明するが、前述した第１実施形態と同一もしくは相当個所には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この第２実施形態が前記第１実施形態と比べ異なる点は、走路面Ｒ５毎に表示される一対のポール（指標部）Ｋの高さを全て同一高さ（例えば５センチメートル）に設定するとともに、走路面Ｒ５毎の勾配に応じてポールＫを走路形状Ｒの長手方向（車両Ａの進行方向）に沿って傾斜させて表示する点である。
【００４０】
具体的には、例えば視点座標側となる補助線Ｒ４間の走路面Ｒ５１の勾配が、水平面に対して１０度、下り勾配となっているとき、この走路面Ｒ５１の両端中央に、前記両端中央と地球中心を通る基準線Ｆに対して１０度だけ走路形状Ｒの奥行き方向側に傾いた一対のポールＫ１を表示させるとともに、この走路面Ｒ５１の指標部Ｋ１を基準として、車両Ａの進行方向となる走路面Ｒ５毎に走路面Ｒ５の勾配に応じて傾き（傾斜角度）の変化する一対のポールＫを各々表示させる。なお、この場合、前記進行方向となる走路面Ｒ５の勾配が、走路面Ｒ５１の勾配に対して１度大きくなる（傾斜が急になる）に従って、基準線Ｆに対するポールＫの傾きを前記奥行き方向に１度傾けるように設定されている。換言すると、走路面Ｒ５の勾配が急になるに従って、ポールＫが前記奥行き方向側に傾斜するよう設定され、例えば前記進行方向となる走路面Ｒ５の勾配が３０度の場合、かかる走路面Ｒ５に表示される一対のポールＫの傾きは基準線Ｆに対して前記奥行き方向側に３０度傾くことになる。
【００４１】
かかる第２実施形態においても、運転者は、表示器２が投影する表示像Ｌ全体を視認することによって、各走路面Ｒ５に表示されるポールＫの傾き変化により走路形状Ｒ全体の高低差を把握することが可能となるため、周囲の景色から走路の勾配を判断し難い場合であっても、走路が上り坂であるのか下り坂であるのかを各ポールＫの傾きに基づいて瞬時に認識することができる。
【００４２】
また前記第２実施形態では、走路面Ｒ５毎の勾配に応じて基準線Ｆに対する一定高さのポールＫの傾きが異なる例について説明したが、例えばポールＫの傾きに加えて前記第１実施形態にて採用した構成のようにポールＫの高さを同時に変化させるようにしてもよい。かかる構成のように走路面Ｒ５毎の勾配に応じてポールＫの高さと傾きを同時に変化させることによって、運転者は、前記進行方向となる走路が上り坂であるか下り坂であるか、あるいは前記走路の勾配の程度をより確実に判断することができる。
【００４３】
また前記各実施形態では、指標部Ｋが略円柱状のポールからなる場合について説明したが、指標部Ｋの形状は路肩線Ｒ３の上方に突出するように線状に延びるものであれば任意の形状を採用することができ、指標部Ｋを筒状、多角柱形状、円錐形状、多角錐形状等により表示してもよい。
【００４４】
また前記各実施形態では、各走路面Ｒ５の勾配に応じて、ポールＫの高さあるいは基準線Ｆに対するポールＫの傾きを変化させるものであったが、例えば各走路面Ｒ５の勾配に応じてポールＫの高さと傾きを変えずに、各走路面Ｒ５における各路肩線Ｒ３の略中央に一定高さからなるポールＫをそれぞれ表示する構成であっても、運転者にポールＫを通じて走路形状Ｒの勾配の程度を把握させ易くするというメリットがある。
【００４５】
また前記各実施形態では、各走路面Ｒ５の路肩線Ｒ３の両端中央に一対のポールＫがそれぞれ表示されている例について説明したが、路肩線Ｒ３上であれば路肩線Ｒ３上の任意の位置に各ポールＫを表示させることができ、例えば各走路面Ｒ５における左側の路肩線においてはポールＫを路肩線Ｒ３の中央部に表示させ、各走路面Ｒ５における右側の路肩線においてはポールＫを前記中央部以外の位置に表示させることも可能である。
【００４６】
また前記各実施形態においては、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これ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。
【００４７】
また、前述したヘッドアップディスプレイ方式ではなく、例えば有機ＥＬパネルあるいは液晶パネルからなる表示手段を採用し、運転者が直接、この表示手段の表示を視認するものであってもよい。
【００４８】
なお、前述した各実施形態の記憶媒体１３ではなく、例えば記憶媒体として車両外に設けられるサーバーを適用し、無線通信によって前記サーバーに格納されるデジタルマップデータを適宜ダウンロードすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置の表示ユニットの断面図である。
【図２】同実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置の概略図である。
【図３】同実施形態による車両用ヘッドアップディスプレイ装置のブロック図である。
【図４】同実施形態による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である。
【図５】同実施形態による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である。
【図６】本発明の第２実施形態による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である。
【符号の説明】
【００５０】
２    表示器（表示手段）
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
Ａ    車両
Ｆ    基準線
Ｋ，Ｋ１  指標部（ポール）
Ｌ    表示像
Ｒ    走路形状
Ｒ３  路肩線（輪郭）
Ｒ４  補助線
Ｒ５，Ｒ５１  走路面
【図１】
2006153459.tif 000003
【図２】
2006153459.tif 000004
【図３】
2006153459.tif 000005
【図４】
2006153459.tif 000006
【図５】
2006153459.tif 000007
【図６】
2006153459.tif 000008