(57)【要約】【課題】  運転者に見やすく、他車両から見えにくい車両用表示を行う。【解決手段】  走行する車両に搭載された照射部２から道路に向けて光ビームを照射し、該光ビームを走査して車両の乗員の網膜にラスタ画像を形成するものとしたので、乗員に対して任意のタイミングで表示を行うことができる。また、光ビームを照射する車両と同じベクトルで移動しながら表示映像を視認しないと映像が歪むことになり、異なるベクトルで走行する車両の乗員からは視認が難しいものとなる。したがって光ビームを照射した車両の乗員のみが視認可能な表示映像を生成することができる。【選択図】              図１
2006154370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両から光ビームを照射して表示を行う車両用表示装置において、
表示内容の制御を行う表示情報制御部と、
道路上に光ビームを照射する照射部と、
前記表示情報制御部によって制御された表示画像となるように、前記照射部より照射される光ビームの照射方向の制御を行う表示制御部とを備え、
該表示制御部は、当該車両の乗員の網膜上にラスタ画像が形成されるように、前記照射部から道路上に照射する光ビームを所定方向に走査させることを特徴とする車両用表示装置。
【請求項２】
車両の状態を検出する車両情報送出部を備え、
前記表示制御部は、さらに前記車両情報送出部より送出された情報にもとづいて、前記照射部より照射する光ビームの照射範囲をシフト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。
【請求項３】
前記車両情報送出部は、車両の前後方向の傾きを示す傾き情報と車両の操舵角情報の少なくともいずれか一方を前記表示制御部へ送出することを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。
【請求項４】
自車両周辺の車両の検出を行う周辺車両検出部を備え、
前記表示制御部は、前記周辺車両検出部によって周辺車両が検出されている場合には、前記光ビームを前記検出された周辺車両に干渉しない位置に照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の車両用表示装置。
【請求項５】
前記表示制御部は、インターレーススキャンによって前記乗員の網膜上にラスタ画像を
形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の車両用表示装置。
【請求項６】
前記表示制御部によって制御される走査の所定方向は、当該車両と垂直方向、または水平方向、または垂直方向と水平方向の双方向のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の車両用表示装置。
【請求項７】
車両の乗員の網膜上にラスタ画像が形成されるように、道路上に照射する光ビームを所定方向に走査し、前記乗員に対して表示を行うことを特徴とする車両用表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路上に光ビームを照射し、観察者の相対的な移動による残像効果を利用した車両用表示装置および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路上に光ビームを照射し、観察者の相対的な移動による残像効果を利用した表示装置としては、たとえば特開平０７―０１３４９８号公報に記載のものがある。
これは、道路上方の歩道橋のような施設に光ビームを照射する装置を車両に設け、車両が通過する速度に応じて光ビームを照射して表示を行う構成となっている。
また、光ビーム照射手段を車両に搭載し、マイクロミラーデバイスを用いて道路上に表示を行うというアイディアが公知である。なお、マイクロミラーデバイスの表示原理は、ブラウン管等の光点を走査して画像を切り替える方式とは異なり、１画面を同時に切り替えるものである。
【特許文献１】特開平０７―０１３４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前者の道路上方に光ビームを照射する装置においては、光ビームの照射範囲に歩道橋のような施設が必要となり、光ビームを照射可能な施設がない場合には、たとえばナビゲーション装置の情報など、使用者が任意の時に必要とする情報を提示することができないという問題があった。さらに、自車両の速度に応じた表示を行う必要があるため、速度を検出する装置が必要となり、表示装置が大掛かりになってしまうといった問題があった。
また、後者のマイクロミラーデバイスを用いて表示を行うものにおいては、１画面を同時に切り替える方式であるため、他車両の乗員からも自車両の乗員と同じように表示を視認することができ、多くの車が同じ方式によって表示を行っている場合には自車両の表示が分かりづらいといった問題の他、目的地を指し示す矢印のように、個人情報を表示することが好ましくないといった問題があった。
【０００４】
そこで本発明はこのような問題点に鑑み、運転者に見やすく、他車両から見えにくい車両用表示装置および表示方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、表示情報制御部によって表示内容の制御を行い、表示制御部が、表示情報制御部によって制御された表示画像となるように、照射部が道路に向けて照射する光ビームを所定方向に走査させて、当該車両の乗員の網膜上にラスタ画像を形成するものとした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、照射部から道路に向けて光ビームを照射して、車両の乗員の網膜にラスタ画像を形成するものとしたので、乗員に対して任意のタイミングで表示を行うことができる。また、走行する車両から光ビームを走査するため、光ビームを照射する車両と同じベクトルで移動しながら表示画像を視認しないと画像が歪むことになり、異なるベクトルで走行する車両の乗員からは視認が難しいものとなる。したがって光ビームを照射した車両の乗員のみが視認可能な表示画像を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１に、実施例の全体構成を示す。
照射部２、表示制御部３、車両情報送出部４、周辺車両検出部５および表示情報制御部６より車両用表示装置１が構成される。
また車両用表示装置１に、ナビゲーションシステム７が接続されている。
表示情報制御部６は、ナビゲーションシステム７より入力された表示映像の制御を行って表示内容を決定するものであり、また他のシステムから表示映像が入力されている場合には、表示映像の切り替え処理などを行うものである。
表示情報制御部６によって決定された表示映像情報は表示制御部３へ入力される。
【０００８】
車両情報送出部４は、図示しないセンサ等から操舵角や自車両の前後方向の傾斜角などの自車両情報を取得し、取得した情報を表示制御部３へ送出するものである。
周辺車両検出部５はレーザーレーダーなどによって自車両周辺の車両を検出し、検出結果を表示制御部３へ送出するものである。
表示制御部３は、車両情報送出部４から送られた自車両情報と、周辺車両検出部５から送られた周辺車両情報とをもとに、光ビームを用いて行う表示の表示位置を算出し、照射部２へ算出した表示位置情報と、表示情報制御部６より入力された表示映像とを送る。
照射部２は、表示制御部３より送られた表示位置情報と表示映像とにもとづいて、光ビームを照射し表示を行う。
なお、光ビーム照射を行う照射部２は、車両のヘッドライトモジュール内に組み込まれているものとする。
【０００９】
次に図２を用いて、光ビームを照射し、走査することにより運転者の網膜上にラスタ画像を形成する方法を説明する。
図２の場合、ラスタ画像２０１は横４列×縦４行の計１６個の点の集合により形成される。
図２に示すように、点２１、２２、２３、２４、２１１、２６、２１３、２１４、２１５、２１６で示す位置に光ビームを照射し、点２９、２１０、２１２、２５、２７、２８で示す位置では光ビームを照射せずに走査を行った場合、表示画像はアルファベットの「Ｚ」を現す。
【００１０】
なお、走査する順番は点２１、２２、２３、２４、２９、２１０、２１１、２１２、２５、２６、２７、２８、２１３、２１４、２１５、２１６のプログレッシブスキャン（順次走査）であっても、点２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５、２１６のインターレーススキャン（飛び越し走査）であっても良い。
また、表示映像を高精細化する場合、横の列ならびに縦の行数を増やす、つまり光ビームを照射する点を増やすことで容易に対応可能である。
【００１１】
また、図２で示したラスタ画像２０１の場合、１つの光源を横方向と縦方向に走査し画像を形成しているが、横４列の光源を縦方向に走査する方法、もしくは縦４行の光源を横方向に走査する方法も考えられる。そのため、車両のヘッドライトモジュール内に組み込む場合には、それぞれの走査の方法、つまり縦方向のみ、もしくは横方向のみ、もしくは縦方向と横方向の両方向かに応じて、照射部２の光源の駆動方法すなわち、走査機構を２軸稼動にするか１軸稼動にするかを選択すればよい。
なお、上記の照射部２の光源の駆動は光ビームの走査のために必要な機構の一例であり、たとえば照射部２の光源を固定し鏡のような反射デバイスを駆動させ走査を行う方式でも良い。
【００１２】
次に、使用者がラスタ画像２０１を一つの画像として認識する過程を説明する。
照射部２は車両前方に照射される光ビームであるため、通常の夜間利用のヘッドライトと同様に、その光点は車両とともに移動する。
つまり図３に示すようにヘッドライト照射範囲３１は、車両用表示装置１を搭載する車両３０が走行しているか否かに関わらず、該車両３０との相対位置関係はほぼ一定である。
同様に、照射部２から照射される光ビームの照射範囲３３は車両３０が走行しているか否かに関わらず、車両３０との相対位置関係はほぼ一定である。
【００１３】
ここで、人間の知覚機能の特性を考えると、網膜上での視的持続時間、つまり光点の残像が残る時間は網膜上の位置や刺激強度によって異なるが、６０〜４５０ｍｓｅｃとされている。
したがって前述の図２のような点２１、２２、２３、２４、２１１、２６、２１３、２１４、２１５、２１６を１つの光源で走査し画像を表示する場合を考えると、６０ｍｓｅｃ内に１６個の点を走査し終えれば、実際にはある瞬間に光っている点（正確には道路上に照射した光ビームの反射光が網膜に到達する点）は１点だけであるが、人間の脳は１６個の光点（図２においては１０個の点が光っている）を同時に点灯している画像として知覚することとなる。
このように、車両用表示装置１を搭載した車両３０の乗員からは、照射部２より照射された光ビームによって形成されたラスタ画像を１つの画像として知覚することができる。
【００１４】
次に光ビームにより形成されたラスタ画像を、車両用表示装置１を搭載した走行中の車両以外から視認した場合を説明する。
図４は、プログレッシブスキャンにより１６個の点４０１〜４１６を走査し、アルファベットの「Ｚ」を表示する際のイメージ図である。
前述の通り、走行中の車両から視認した場合、観察者と光点との相対位置関係が変わらないため、走査により表示を行った場合でもラスタ画像４０を図形として視認することが可能である。
【００１５】
ここでラスタ画像４０を、光ビームを反射する道路側の絶対位置で見た場合を考える。
図４に示す１６個の点４０１〜４１６を６０ｍｓｅｃで走査、表示を行うと、１点と１点の間には、平均３．７５ｍｓｅｃ（０．００３７５秒）のタイムラグが生じる。すなわち、点４０１から点４０２に真横に走査し光ビームを照射しても、車両進行方向に車両が進んだ分、道路上の絶対座標ではずれた位置に光点が現れる。
【００１６】
車両が時速１００［ｋｍ／ｈ］で走行する場合を考えると、点４０１が形成されてから点４１６が形成されるまでの間に車両が進む距離ｈは、
ｈ＝１００［ｋｍ／ｈ］×６０［ｍｓｅｃ］
＝１００×１０００×１００／（６０×６０）×０．０６
＝１６６．６・・・［ｃｍ］
となる。
【００１７】
したがって、図５に示すように車両が停止した状態では点４１６Ａに光ビームが照射されるものが、車両が走行しているため点４１６Ａから車両進行方向に約１６７ｃｍずれた道路上の点４１６に光ビームが照射されることになる。
なお、点４１６以外の点も走査にかかる時間分ずれが生じるため、道路上に投射される画像は図５のように右肩上がりとなり、車両進行方向に圧縮されて歪んだ図形となってしまう。
つまり、ラスタ画像４０のベクトル、すなわちラスタ画像４０を形成する車両と同じベクトルで進行しながら視認しないと、歪んだ図形が視認されることになる。
【００１８】
なお、上記図５では、プログレッシブスキャンによって表示を行っているが、インターレーススキャンにより表示を行うと、図形が歪むだけでなく、車両進行方向を縦にとった場合、表示位置が縦方向に入れ替わるということが発生する可能性がある。
つまり図６で示すように、インターレーススキャンにより上記図４と同様にアルファベットの「Ｚ」を表示する場合、走査の順番は６０１〜６０４、６０５〜６０８、６０９〜６１２、６１３〜６１６のように、奇数番目の行（６０１の行，６０５の行）の走査が終わった後、偶数番目の行（６０９の行，６１３の行）が行われる。そのため、点６０７が照射された後に点６１１に光ビームが照射されることとなる。
【００１９】
走行している車両から光ビームを照射した場合を考えると、点６０３を照射した時より、点６１１を照射した時の方が車両は前方に進んでいる。
そのため、道路上に投射される画像で考えると、図６に示すように本来手前側（図中上段から２番目）に表示されるべき点６１１が、図７に示すように点７１１の位置に、図６に示すように本来奥側（図中最上段）に表示されるべき点６０３が図７に示すように点７０３の位置に表示されるため、偶数番目の列と奇数番目の列で表示位置が上下に入れ替わってしまうということが発生する。
【００２０】
このように、走行している車両から照射された光ビームを道路側から見るとインターレーススキャンでは、表示位置の逆転が起こる可能性がある。したがってインターレーススキャンの場合も、ラスタ画像を形成する車両と同じベクトルで進行しながら視認しないと、歪んだ図形が視認されることになる。
また上記のように表示の逆転が起こることから、インターレーススキャンの場合は、プログレッシブスキャンの場合よりも、車両と同じベクトル以外から見た場合、表示映像の歪みが大きいものとなる。
【００２１】
次に、表示制御部３において、車両情報送出部４から送られる自車両情報と、周辺車両検出部５から送られる周辺車両情報をもとにラスタ画像の表示位置をシフトする方法を説明する。
表示制御部３は、車両情報送出部４から操舵角情報を取り込み、操舵角に応じて照射部２から照射される光ビームの照射範囲、すなわち表示位置をシフトする。
照射部２は左右に走査するための稼動機構を有しているため、表示位置を左右にシフトすることは容易に行うことができる。
これによって、操舵角に応じた方向、すなわち運転者の視線方向に光ビームによる表示を行うことができる。
【００２２】
次に前後方向の表示位置のシフトについて説明する。
左右の表示位置のシフトと同様に、表示制御部３は車両情報送出部４から車両情報（たとえば、自車両の前後方向の傾斜角）を取り込み、照射部２の照射範囲、すなわち表示の上下位置をシフトする。
これによって、車両の傾斜角が変化しても運転者が見やすい位置に、光ビームによる表示を行うことができる。
【００２３】
次に先行車がいる場合の表示方法を、図８を用いて説明する。
照射部２から照射される光ビームの照射範囲８３に先行車８２が入らない場合、上記の車両の傾斜角に応じた表示の上下方向の制御で問題ないが、先行車８２が光ビームの照射範囲８３内に入る場合には、先行車８２のボディーに表示がかかってしまい正しい表示が行えなくなってしまう。
【００２４】
なお表示制御部３は、自車両８０と先行車８２との車間距離は周辺車両検出部５から送られる信号にもとづいて車間距離を取得することができる。
ここで、光ビームの照射範囲８３の上端８４と下端８５とを考える。
先行車８２が光ビームの照射範囲８３に入る場合とは、つまり光ビームの照射範囲８３の上端８４が先行車の後端８６より車両前方側に位置する場合である。
そのような場合には、表示制御部３は光ビームの照射範囲８３を自車両８０の手前方向にシフトすることによって、光ビームの照射範囲８３内に先行車８２が入り込むことを避ける。
なお、光ビームの照射範囲８３の上下方向のシフト方法は前述の通りである。
【００２５】
ここで、光ビームの照射範囲８３を自車両の手前方向にシフトすると、運転手の視点からは見ることのできない死角に光ビームの照射範囲８３の一部が入り込むことがある。
光ビームの下端８５がこの死角に入るか否かの判断は、車両の設計値から求める。
ここで、図９のような座標系において、運転手９０の標準アイポイントを座標Ａ（Ｘｅ，Ｙｅ）とし、車両先端の見切りを生じる部位（車両前端上部）を座標Ｂ（０，Ｙ１）とする。また、座標Ａから道路（Ｘ軸）に向けて延ばした垂線と、座標Ｂから水平方向に延ばした水平線との交点を座標Ｃ（Ｘｅ，Ｙ１）とし、座標Ｂから道路に向けて延ばした垂線と道路との交点を座標Ｄとし、座標Ａから座標Ｂを通り道路に向けて延ばした直線と道路との交点を座標Ｅ（Ｘｘ，０）とする。また座標Ｄを原点（０，０）とする。
【００２６】
車両の前部の上端（座標Ｂの位置）によって死角が生じ始める位置（座標Ｅ）から、車両前端Ｄまでの距離ｄは座標ＥのＸ座標の絶対値で求めることができ、ｄ＝（Ｙ１×Ｘｅ）／（Ｙｅ−Ｙ１）となる。
表示制御部３は、光ビームの照射範囲８３の下端８５がこの死角に入ると判断した場合、照射部２による光ビームの照射を中止する。
次に照射を開始するのは、表示情報制御手段５において新たに表示情報を切り替える時（次の情報を表示する時）とし、その際にも照射を開始する前に、照射範囲内に先行車が入らないか否かの判断を行う。
【００２７】
次に表示情報制御部６における表示切り替えの具体例を示す。
ナビゲーションシステム７において、経路案内を行っている際には、従来のナビゲーション表示装置の場合、行き先を示す矢印が車室内ディスプレイ上に表示される。
表示情報制御部６はこの矢印のみを抽出して、照射部２を用いて表示が行われるように表示情報の制御を行う。
【００２８】
本実施例は以上のように構成され、照射部２から道路に向けて光ビームを照射して、車両の乗員の網膜上にラスタ画像を形成するものとしたので、乗員に対して任意のタイミングで表示を行うことができる。
また走行する車両から光ビームを走査ことにより、異なるベクトルで走行する車両の乗員からは表示映像が歪んで見え、視認が難しいものとなる。したがって光ビームを照射した車両の乗員のみが容易に視認することができる表示映像を生成することができる。
さらに、光ビームを道路上に照射することによって、使用者の焦点移動が少なく視認しやすい表示映像を提供することが可能である。
【００２９】
自車両の周辺の車両を検出する周辺車両検出部５を備え、周辺車両検出部５によって周辺車両が検出された場合には、検出された周辺車両と干渉しないように光ビームを照射することにより、対向車や先行車の運転者に光ビームが照射されることによるわずらわしさを感じさせることがない。
また先行車の位置に応じて光ビームの照射位置をシフトするものとしたので、最適な位置に表示を行うことができ、表示視認時の運転者の焦点調節量を最小限に抑えることができる。
【００３０】
また車両の状態に応じて光ビームを照射する位置をシフトすることにより、運転者にとって視認しやすい位置に表示を行うことができる。
特に、車両の操舵角に応じて光ビームの照射位置を左右方向にシフトすることにより、ステアリング操作時には運転者の視線が進行方向を向くため、運転者視線に応じた位置に表示を行うことができ、表示を視認するための視線移動量を少なくすることができる。
また車両の前後方向の傾斜に応じて光ビームの照射位置をシフトすることにより、表示視認時の運転者の視線移動量を少なくすることができる。
【００３１】
照射部２を搭載した車両と同じベクトル以外から表示を見た場合、インターレーススキャンの場合は、プログレッシブスキャンの場合よりも、表示映像の歪みが大きいものとなるので、インターレーススキャンにより表示することにより、他車両の乗員から表示映像を視認しづらくする効果をより高めることができる。
【００３２】
なお実施例においては、照射部２のシフトを表示制御部３によって制御するものとしたが、公知技術として、車両の操舵角に応じてヘッドランプの照射範囲を左右にシフトする技術があり、これによってシフトされるヘッドランプの動きに本実施例における照射部２を連動させることによって、左右方向に表示位置をシフトさせるようにしてもよい。
さらに公知技術として、ヘッドランプの照射範囲を前後にシフトする機構、すなわち自車両から見た場合、ヘッドランプの照射角度を上下にシフトする技術がある。
これは、後部座席に人が乗った場合など、車両の前後バランスが変わることにより道路に対してヘッドランプの照射角度が変わるのを防ぐためである。この機構は、自動制御の物もあれば、手動で操作する物もある。
この機構によって上下方向にシフトされるヘッドランプの動きに本実施例における照射部２を連動させることによって、上下方向に表示位置をシフトさせるようにしてもよい。
【００３３】
また、速度表示などをヘッドアップディスプレイに表示する技術が公知であるが、そのヘッドアップディスプレイに表示している内容を照射部２を用いて表示が行われるように表示情報の制御を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例の全体構成を示す図である。
【図２】運転者の網膜上に形成されるラスタ画像を示す図である。
【図３】ヘッドライト照射範囲を示す図である。
【図４】プログレッシブスキャンによる表示映像のイメージ図である。
【図５】異なるベクトルから表示映像を見た場合のイメージ図である。
【図６】インターレーススキャンによる表示映像のイメージ図である。
【図７】異なるベクトルから表示映像を見た場合のイメージ図である。
【図８】先行車と光ビームの照射範囲との関係を示す図である。
【図９】光ビームの照射範囲の下端と運転者の死角との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    車両用表示装置
２    照射部
３    表示制御部
４    車両情報送出部
５    周辺車両検出部
６    表示情報制御部
７    ナビゲーションシステム
３３、８３    光ビームの照射範囲
【図１】
2006154370.tif 000003
【図２】
2006154370.tif 000004
【図３】
2006154370.tif 000005
【図４】
2006154370.tif 000006
【図５】
2006154370.tif 000007
【図６】
2006154370.tif 000008
【図７】
2006154370.tif 000009
【図８】
2006154370.tif 000010
【図９】
2006154370.tif 000011