(57)【要約】【課題】  ヘッドアップディスプレイ像と前方道路との距離関係とを比較し易くして、短時間且つ容易に各種注意地点までの距離を把握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。【解決手段】  記憶手段３５は、道路形状データを格納する。自車位置検出手段３４は、自車位置を検出する。制御手段２０は、自車位置検出手段３４からの位置データと道路形状データに基づいて、表示手段４０にて、自車前方の道路形状を表す第一の表示像４４ｆを所定の表示領域Ｄに表示させる。制御手段２０は、表示手段４０で表示する立体空間内に、第一の表示像４４ｆと、表示領域Ｄに対応する第二の表示像４４ｇとを、位置データと道路形状データとの光学的配置から求められる位置に配置する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示手段と、道路形状データを格納する記憶手段と、自車位置を検出する自車位置検出手段と、前記自車位置検出手段からの位置データと前記道路形状データに基づいて前記表示手段にて自車前方の道路形状を表す第一の表示像を所定の表示領域に表示させる制御手段と、を備え、前記道路形状を立体的に表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記制御手段は、前記表示手段で表示する立体空間内に、前記第一の表示像と、前記表示領域に対応する第二の表示像とを、前記位置データと前記道路形状データとの光学的配置から求められる位置に配置す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。
【請求項２】
前記制御手段は、ドライバー視点からの前記第一の表示像の視野角に対する前記第二の表示像の視野角の比率と、前記ドライバー視点からの自車前方道路幅の視野角に対する前記表示領域の表示画角の比率と、を略一致させた表示データを生成することを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自車前方の道路形状を立体的に表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、目的地へのルートを画像表示によって案内するナビゲーション装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。斯かるナビゲーション装置は、出発前に目的地を入力し、その目的地までのルートを探索するものである。ナビゲーション装置の表示画面には、目的地までの経路誘導情報がドライバーの視点で前方道路風景に重ねて表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５５７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、経路誘導情報の表示と前方風景との縮尺の違いがあることや、立体的な前方道路風景を２次元的な表示にしているため、道路表示だけでは経路誘導に伴う右左折交差点や道路上の各種注意地点までの距離を把握し難いという問題を有していた。
本発明は、ヘッドアップディスプレイ像と前方道路との距離関係とを比較し易くして、短時間且つ容易に各種注意地点までの距離を把握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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するため、表示手段４０と、道路形状データを格納する記憶手段３５と、自車位置を検出する自車位置検出手段３４と、前記自車位置検出手段３４からの位置データと前記道路形状データに基づいて前記表示手段４０にて自車前方の道路形状を表す第一の表示像４４ｆを所定の表示領域Ｄに表示させる制御手段２０と、を備え、前記道路形状を立体的に表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置であって、前記制御手段２０は、前記表示手段４０で表示する立体空間内に、前記第一の表示像４４ｆと、前記表示領域Ｄに対応する第二の表示像４４ｇとを、前記位置データと前記道路形状データとの光学的配置から求められる位置に配置するものである。
【０００６】
また、本発明は、前記制御手段２０は、ドライバー視点からの前記第一の表示像４４ｆの視野角に対する前記第二の表示像４４ｇの視野角の比率と、前記ドライバー視点からの自車前方道路幅の視野角４４ｅに対する前記表示領域Ｄの表示画角４４ｄの比率と、を略一致させた表示データを生成するものである。
【発明の効果】
【０００７】
自車前方の道路形状を表す第一の表示像と、表示しているヘッドアップディスプレイの像形状とを、それらの位置や大きさの関係が一致するように表示させることによって、短時間且つ容易に各種注意地点までの距離を把握できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態を示す概観図。
【図２】同上実施形態を示す要部拡大図。
【図３】同上実施形態を示す要部拡大図。
【図４】同上実施形態を示すブロック図。
【図５】同上実施形態を示す仮想立体空間の説明図。
【図６】同上実施形態を示す表示画角の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態を説明する。
【００１０】
１は照明手段であり、この照明手段１は、左目用発光素子２Ｌ，右目用発光素子２Ｒ，コンデンサレンズ３を有している（図２参照）。左目用発光素子２Ｌ及び右目用発光素子２Ｒは発光ダイオードからなるものであり、左目用発光素子２Ｌ及び右目用発光素子２Ｒが発した光は、コンデンサレンズ３によって平行光にされる。４は光軸制御手段であり、この光軸制御手段４は、マスク５，アクチュエータ６を有している。マスク５には、開口部５ａ，５ｂが形成されており、夫々、左目用発光素子２Ｌ及び右目用発光素子２Ｒが発した光を通過させる。アクチュエータ６は、後述するアクチュエータ制御部により駆動され、マスク５を左右に移動させるものである。７は凸レンズであり、この凸レンズ７は、照明手段１から発せられマスク５の開口部５ａ，５ｂを通過した照明光を集光させる。
【００１１】
１０は液晶表示パネルであり、この液晶表示パネル１０は、左目用画像及び右目用画像を時間的に交互に表示する。液晶表示パネル１０は、ＯＣＢモードの液晶表示素子からなるものである。１１はコールドミラーであり、このコールドミラー１１は、液晶表示パネル１０から発せられた表示光を反射させ、後述する発光素子から発せられた赤外光を透過させる。１２は凹面鏡であり、この凹面鏡１２は表示光をフロントガラス１３に投影するものである。１５は撮像カメラであり、この撮像カメラ１５はコールドミラー１１，凹面鏡１２及びウィンドシールド１３を介して、ドライバー１６を撮像する。１７は発光素子であり、この発光素子１７は赤外光を発し、コールドミラー１１，凹面鏡１２及びウィンドシールド１３を介して、ドライバー１６を照明する。撮像カメラ１５及び発光素子１７は、コールドミラー１１の後側に配置されている。
【００１２】
左目用発光素子２Ｌ及び右目用発光素子２Ｒが発した照明光は、コンデンサレンズ３によって平行光となりマスク５に入射し、照明光の一部はマスク５の開口部５ａ，５ｂを通過する。マスク５の開口部５ａ，５ｂから出た照明光は凸レンズ７によって屈折し、液晶表示パネル１０を透過して、コールドミラー１１で反射された後、凹面鏡１２で拡大されてフロントガラス１３に投射される。凹面鏡１２にて反射された表示光のうち、フロントガラス１３で更に反射された表示光がドライバー１６の左目１６Ｌ及び右目１６Ｒに届く。
【００１３】
左目用発光素子２Ｌ及び右目用発光素子２Ｒは交互に点灯するものであり、左目用発光素子２Ｌが点灯している時には液晶表示パネル１０に左目用画像を表示し、右目用発光素子２Ｒが点灯している時は液晶表示パネル１０に右目用画像を表示する。液晶表示パネル１０と、左目用発光素子２Ｌ及び右目用発光素子２Ｒとを同期して制御することにより、左目１６Ｌ及び右目１６Ｒに夫々異なる左目用画像及び右目用画像を映すことのできる光を照射することができ、立体映像をドライバー１６に知覚させることができる。
【００１４】
図４は、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の電気的構成を示すブロック部である。制御手段２０は、視点検出処理部２１，表示制御部２２，時分割制御部２３，アクチュエータ制御部２４を有している。視点検出処理部２１は、撮像カメラ１５で得られた撮像データからドライバー１６の視点位置を検出し、表示制御部２２及びアクチュエータ制御部２４に視点位置データを出力する。アクチュエータ制御部２４は、前記視点位置データに基づき、マスク５をアクチュエータ６によって水平方向に平行移動させる。例えば、ドライバー１６の視点が左にずれた場合にはマスク５を右側へ移動させる（図３参照）。
【００１５】
表示制御部２２は、視点検出処理部２１で得られた視点位置データに基づいて、左目１６Ｌと右目１６Ｒ夫々の視点による画像を生成し、さらにフロントガラス１３の湾曲形状に基づく投影時の歪み補正加工を行い、左右夫々の画像を液晶表示素子１０に時分割表示する。また、表示制御部２２は、視点位置データに基づいて液晶表示パネル１０に表示する画像の視点位置を変換する。ドライバー１６は拡大された左目用虚像ＶＬと右目用虚像ＶＲとを見ることができ、奥行き感のあるＨＵＤ表示像４４ｂを知覚することができる。なお、液晶表示パネル１０に表示させる左目用画像と右目用画像とを切り替える周期は左右夫々６０Ｈｚ以上であることが望ましく、眼精疲労を防止することができる。
【００１６】
３１は速度センサであり、この速度センサ３１は自車の走行速度を検出し、制御手段２０に速度データを出力する。３４は自車位置検出手段であり、この自車位置検出手段３４は、ＧＰＳ受信部３２及びジャイロセンサ３３からなるものである。ＧＰＳ受信部３２は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信し、制御手段２０にＧＰＳデータを出力する。ジャイロセンサ３３は自車が向いている方位を算出し、制御手段２０に方位データを出力する。３５はハードディスク或いはフラッシュメモリ等の記憶部（記憶手段）であり、この記憶部３５には地図データ及び道路形状データが記憶されている。３６は演算部であり、この演算部３６は、制御手段２０を介してＧＰＳ受信部３２から入力したＧＰＳデータに基づいて、自車の現在位置を算出する。
【００１７】
３７は駆動回路であり、この駆動回路３７を介して、液晶表示パネル１０が駆動される。表示器（表示手段）４０は、液晶表示パネル１０，駆動回路３７，左目用発光素子２Ｌ及び右目用発光素子２Ｒ等で構成されている。表示制御部２２は、速度センサ３１，ＧＰＳ受信部３２，ジャイロセンサ３３からの信号値に基づいて、自車両前方の道路形状データを記憶部３５から呼び出して、ドライバー視点から見た道路形状を示す立体的な道路形状画像を生成し、表示器４０に表示させる。
【００１８】
図５は、表示制御部２２で生成する仮想的な立体空間Ｓを横から見た図である。表示制御部２２は、自車位置データ及び道路形状データに基づいて、道路形状表示４４ｆを仮想立体空間Ｓに配置する。また、表示制御部２２は、自車位置から視点高４３ｅだけ上方の位置に視点位置４３ａを設定し、この視点位置４３ａから車両用ヘッドアップディスプレイ装置の光学的構成から求められる俯角４３ｄと表示距離４３ｂからなる位置にＨＵＤ像形状表示（第二の表示像）４４ｇを配置する。
【００１９】
表示制御部２２は、視点先と視野角とを調整し、液晶表示パネル１０に表示するための表示画像を生成する。更に、表示制御部２２は、両眼視差による立体画像を表示するために、視点位置４３ａを左右方向にずらして左目と右目用の画像を生成する。ＨＵＤ像形状表示４４ｇは、矩形の４隅に鍵状の表示を配置した枠からなる（図６（ｂ）参照）。
【００２０】
次に、図６に基づいて、画角の調整について説明する。図６（ａ）は、前方道路４４ａとＨＵＤ表示像４４ｂと車体４４ｃとの関係を示している。ＨＵＤ表示像４４ｂは、車両のフロントガラス越しの表示領域Ｄに表示される。ドライバー１６から見たＨＵＤ表示像４４ｂの水平画角をＨＵＤ画角４４ｄとし、フロントガラス越しに見える前方道路４４ａが車体４４ｃで切れる位置までの道路の水平視野角を道路幅角４４ｅとする。
【００２１】
図６（ｂ）は、表示領域Ｄに表示する道路形状表示（第一の表示像）４４ｆとＨＵＤ像形状表示４４ｇの関係を示している。ここで、ドライバー１６から見たＨＵＤ像形状表示４４ｇの水平視野角をＨＵＤ像形状表示幅角（表示画角）４４ｈとし、道路形状表示の水平視野角を道路形状表示幅角（自車前方道路幅の視野角）４４ｉとする。表示制御部２２は、ＨＵＤ像形状表示幅角４４ｈ：ＨＵＤ道路視野角４４ｉ＝ＨＵＤ画角４４ｄ：道路幅角４４ｅとなるようにＨＵＤ像形状表示幅角を設定して表示する。ＨＵＤ形状表示４４ｇの垂直視野角は、ＨＵＤ像形状表示幅角４４ｈに基づいて、ＨＵＤ表示像４４ｂの水平と垂直画角の比率から求めた値に設定される。
【００２２】
本実施形態によれば、ヘッドアップディスプレイ上に、道路形状表示４４ｆとＨＵＤ像形状表示４４ｇとを、それらの位置や大きさの関係が一致するように表示させることによって、ドライバー１６がＨＵＤ像形状表示４４ｇと道路形状表示４４ｆ上の注意地点表示との距離関係から、ＨＵＤ表示像４４ｂと前方道路４４ａとの距離関係とを比較しやすくし、短時間且つ容易に各種注意地点までの距離を把握できる。
【００２３】
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、道路形状データを記憶部３５から入手しているが、外部のナビゲーションユニットなど内部に地図データを持っている装置から通信によって道路形状データを入手しても良い。また、自車位置検出についても同様に、外部装置から自車位置の座標データを入手しても良い。また、本実施形態では、ＨＵＤ像形状表示４４ｇは、矩形の４隅に鍵状の表示を配置した枠であったが、右左折地点や各種注意地点の内容を表すアイコン画像を貼り付けて表示しても良い。
【符号の説明】
【００２４】
２０    制御手段
３４    自車位置検出手段
３５    記憶部（記憶手段）
４０    表示手段
４４ｆ  道路形状表示（第一の表示像）
４４ｇ  ＨＵＤ像形状表示（第二の表示像）
Ｄ    表示領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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