(57)【要約】本発明は、自動車などの車両に搭載する車載用表示装置において、映像を表示する表示手段（４）と、表示手段（４）を支持し、車両にかかる加速度による表示手段（４）の移動または回転が可能な構造を備える支持手段（３）と、表示手段（４）の位置を支持手段（３）により制御する制御手段（２）とを備えることにより、車両にかかる左右方向の加速度の大きさに応じて表示手段の位置を移動し、乗員の目の位置の移動に対応する表示装置の実現を図る車載用表示装置を提供する。
2005016697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車載用表示装置であって、映像を表示する表示手段と、前記表示手段を支持し前記表示手段が静止時位置からの移動または回転可能な構造を備える支持手段と、車両にかかる加速度に応じて前記表示手段の空間的位置を制御する制御手段とを備えることを特徴とする車載用表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造を備えることを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項３】
前記支持手段は、前記表示手段に直接固定または間接的に接続される第１の接続部と、前記第１の接続部に対し移動または回転可能な構造で接続される第２の接続部とを備え、前記制御手段は、前記表示手段が静止時位置にある場合の前記第１および第２の接続部が接する面上または点上において弾性力を与えるばね部を備え、前記ばね部が前記表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えることを特徴とする請求項２に記載の車載用表示装置。
【請求項４】
前記支持手段は、前記表示手段に直接固定または間接的に接続される第１の接続部と、前記第１の接続部に対し移動または回転可能な構造で接続される第２の接続部とを備え、前記制御手段は、前記表示手段が静止時位置にある場合の前記第１および第２の接続部が接する面上または点上において磁力により双方を引き付けるまたは押し返すための磁気部を備え、前記磁気部が前記表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えることを特徴とする請求項２に記載の車載用表示装置。
【請求項５】
前記磁気部は電磁コイルであり、前記制御手段は、前記表示手段が静止時位置にある場合の前記第１および第２の接続部が接する面上または点上のうちの少なくとも一方に前記電磁コイルを備え、前記電磁コイルが前記表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えることを特徴とする請求項４に記載の車載用表示装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電磁コイルに電流を流すかどうかを切り替えるスイッチ、または、前記電磁コイルに流す電流の電流量を調整する電流調整部のうちの少なくとも一方を備え、前記加速度に対する前記表示手段の移動量を調整可能とすることを特徴とする請求項５に記載の車載用表示装置。
【請求項７】
さらに、前記車両の進行方向に対して左右、上下、前後のうちの少なくとも１つの加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記制御手段は、前記加速度検出手段からの加速度に応じて前記表示手段の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項８】
前記支持手段は、前記車両の進行方向に対して左右、上下のうちの少なくとも１つの方向に前記表示手段の表示面を回転させる機構を備えており、前記制御手段は前記支持手段の機構を回転させて前記車両の加速度と反対の方向に前記表示手段の表示方向を向けるように位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項９】
前記支持手段は、前記車両の進行方向に対して左右、前後のうちの少なくとも１つの方向に前記表示手段を平行移動させる機構を備えており、前記制御手段は前記支持手段の機構を平行移動させて前記車両の加速度と反対の方向に前記表示手段の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項１０】
前記支持手段は前記表示手段の表示面の法線に平行な直線を中心軸とした回転により前記表示手段を左右方向に移動させる機構を備え、前記制御手段は前記支持手段の機構を回転させて前記車両の左右の加速度と反対の方向に前記表示手段の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項１１】
前記車両は車両の速度を検出する速度検出手段と、進行方向の角度を検出する進行方向角度検出手段とを備え、前記加速度検出手段は、前記車両の速度および進行方向の角度から前記車両の左右の加速度を検出することを特徴とする請求項７に記載の車載用表示装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記加速度検出手段からの加速度に応じて動作するか、または常に前記表示手段を固定するかを選択するスイッチを備えることを特徴とする請求項７に記載の車載用表示装置。
【請求項１３】
前記表示手段はプロジェクタと前記プロジェクタにより画像を投影されるスクリーンにより構成され、
前記制御手段は、前記加速度検出手段からの加速度に応じて、前記プロジェクタから投影される前記スクリーン上の画像の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項１４】
前記表示手段は、映像視認者の左右眼に視差のついた画像を与えることで立体画像を提供する立体画像表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、車両に搭載され、車両の乗員に映像を提供するための車載用表示装置に関する。
【背景技術】  従来、映像視認者の目の位置を検出し、映像視認者の目の位置が移動した場合に、その移動方向に追従して映像視認者に立体画像を提供する技術がある。第１４図は、例えば、特開２００１−２４２４１７号公報に開示されている従来の瞳孔位置移動対応型表示装置の構成を示す図である。具体的には、赤外光発光手段、赤外光カメラ、可視光カメラなどにより構成される瞳孔位置検出装置１０１が視認者の目の位置を検出し、視認者の目の位置が移動した場合には、移動後の位置で視認者が立体画像を視認できるように、立体画像を生成するためのマスクパターンの発光領域を追従制御して、表示装置１０２の内側にある立体画像表示領域１０３に立体画像を表示する。したがって、視認者の目の位置が移動した場合でも視認者は立体画像を視認することができる。
しかしながら、自動車などの車両に表示装置を搭載する場合、車両が右左折・旋回、急制動、急加速などをすると、加速度により車両の乗員が左右、上下、前後に振られ、乗員と表示装置が正対しなくなり、表示装置の画面が見にくくなる。画面が見にくくなるという課題に対して、上記技術をそのまま車載用として適用すると、視認者の目の位置を検出するための構成として、赤外光発光手段、赤外光カメラ、可視光カメラなどが備えられているため、構成が複雑でかつ高価になってしまう。
【発明の開示】
この課題を解決するために、車両が右左折・旋回、急制動、急加速などをして、車両に加速度がかかり、車両の乗員が左右、上下、前後に振られても、乗員が表示装置の画面を見やすく、しかも、簡単な構成でかつ安価に実現できる車載用表示装置を提供することを目的とする。
本発明の車載用表示装置は、車両に搭載される車載用表示装置であって、映像を表示する表示手段と、表示手段を支持し表示手段が静止時位置からの移動または回転可能な構造を備える支持手段と、車両にかかる加速度に応じて前記表示手段の空間的位置を制御する制御手段とを備えている。
また、制御手段は、表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造を備えるものである。
あるいは、支持手段は、表示手段に直接固定または間接的に接続される第１の接続部と、第１の接続部に対し移動または回転可能な構造で接続される第２の接続部とを備え、制御手段は、表示手段が静止時位置にある場合の第１および第２の接続部が接する面上または点上において弾性力を与えるばね部を備え、表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えてもよい。
あるいは、支持手段は、表示手段に直接固定または間接的に接続される第１の接続部と、第１の接続部に対し移動または回転可能な構造で接続される第２の接続部とを備え、制御手段は、表示装置が静止時位置にある場合の第１および第２の接続部が接する面上または点上において磁力により双方を引き付けるまたは押し返すための磁気部を備え、磁気部が表示装置の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えてもよい。
あるいは、磁気部は電磁コイルであり、制御手段は、表示手段が静止時位置にある場合の第１および第２の接続部が接する面上または点上のうちの少なくとも一方に電磁コイルを備え、電磁コイルが表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えてもよい。
あるいは、制御手段は、電磁コイルに電流を流すかどうかを切り替えるスイッチまたは電磁コイルに流す電流の電流量を調整する電流調整部のうちの少なくとも一方を備え、加速度に対する表示手段の移動量を調整可能としてもよい。
あるいは、車両の進行方向に対して左右、上下、前後のうちの少なくとも１つの加速度を検出する加速度検出手段を備え、制御手段は、加速度検出手段からの加速度に応じて表示手段の位置を制御してもよい。
あるいは、支持手段は、車両の進行方向に対して左右、上下のうちの少なくとも１つの方向に表示手段の表示面を回転させる機構を備えており、制御手段は支持手段の機構を回転させて車両の加速度と反対の方向に表示手段の表示方向を向けるように位置を制御してもよい。
あるいは、支持手段は、車両の進行方向に対して左右、前後のうちの少なくとも１つの方向に表示手段を平行移動させる機構を備えており、制御手段は支持手段の機構を平行移動させて車両の加速度と反対の方向に表示手段の位置を制御してもよい。
あるいは、支持手段は表示手段の表示面の法線に平行な直線を中心軸とした回転により表示手段を左右方向に移動させる機構を備え、制御手段は支持手段の機構を回転させて車両の左右の加速度と反対の方向に表示手段の位置を制御してもよい。
あるいは、車両は車両の速度を検出する速度検出手段と進行方向の角度を検出する進行方向角度検出手段とを備え、加速度検出手段は、車両の速度および進行方向の角度から車両の左右の加速度を検出してもよい。
あるいは、制御手段は、加速度検出手段からの加速度に応じて動作するか、または常に表示装置を固定するかを選択するスイッチを備えてもよい。
また、表示手段は、プロジェクタと前記プロジェクタにより画像を投影されるスクリーンにより構成され、制御手段は、加速度検出手段からの加速度に応じて、プロジェクタから投影されるスクリーン上の画像の位置を制御してもよい。
また、表示手段は、映像視認者の左右眼に視差のついた画像を与えることで立体画像を提供する立体画像表示装置でもよい。
【図面の簡単な説明】  本発明に係る車載用表示装置の特徴および長所は、以下の図面と共に、後述される記載から明らかになる。
第１図は、本発明の実施の形態１における車載用表示装置の構成を示すブロック図である。
第２図は、本発明の実施の形態１における車載用表示装置の構成を示す斜視図である。
第３図は、第２図に示す車載用表示装置の支持手段の構成の一例を示す図である。
第４図は、本発明の実施の形態１における車載用表示装置の構成を示す斜視図である。
第５図は、第４図に示す車載用表示装置の支持手段の構成の一例を示す図である。
第６図は、第２図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図である。
第７図は、第２図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す図である。
第８図は、第２図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図である。
第９図は、第２図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図である。
第１０図は、第４図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図である。
第１１図は、第４図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図である。
第１２図は、車両にかかる加速度と、表示装置を移動させる量との関係を示す図である。
第１３図は、本発明の実施の形態２における車載用表示装置の構成を示すブロック図である。
第１４図は、従来の瞳孔位置移動対応型表示装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
第１図および第２図はそれぞれ、本発明の実施の形態１における車載用表示装置の構成を示すブロック図と、車載用表示装置を搭載した車両の斜視図である。本実施の形態１における車載用表示装置は、制御手段２と、支持手段３と、表示手段４とから構成される。
制御手段２は、車両の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を移動させ支持手段３により制御する。支持手段３は、表示手段４を支持し、制御手段２によって表示手段４の位置の移動量が制御される。表示手段４は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどから構成され、車両の乗員に映像を提供する。第２図の場合は、表示手段４は前座席の背面に支持手段３を介して固定され、後部座席の乗員に映像を提供する。
次いで、本発明の実施の形態１における車載用表示装置の動作を第１図から第３図に基づいて説明する。例えば第２図に示すように自動車が右折または右方向に旋回し、車両に右方向の加速度がかかった場合に、車両の乗員はその加速度に対応した慣性力を受けて体が左方向に振られる。例えば表示手段４が前座席の座席背面に固定されていた場合には、後部座席の乗員は表示手段４に映される映像を斜めから観ることになり、映像が観にくくなる。そこで、自動車にかかる加速度で発生する遠心力を用いて制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を左方向に回転させる。同様に、車両が左折または左方向に旋回した場合は、制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を右方向に回転させる。加速度の絶対値が大きいほど、その移動量は大きくなる。車両が右左折などの動作を終了して直進動作になり、左右方向の加速度がなくなると、表示手段４は静止時位置に戻ることになる。
例えば第３図（ａ）から第３図（ｄ）は、表示手段４を回転させる機構を備えた支持手段３の構成の一例である。第３図に示すように、表示手段４は、支持手段３を構成する第１の接続部３１、第２の接続部３２、および第３の接続部３３により支持されている。上方から見た断面図を第３図（ｂ）に示す。第１の接続部３１の一端は、表示手段４の背後に固定され、もう一端は球形形状をしている。第２の接続部３２の一端は、第１の接続部３１の球形形状を覆う空洞を持つ球形形状をし、第１の接続部３１の球形形状部分が抜け出さない構造となっている。また、第２の接続部３２のもう一端は、円柱形状をしており、第３の接続部３３に挿入されている。第３の接続部３３の一端は、第２の接続部３２の円柱形状を覆う空洞を持つ円柱形状をしている。
また、制御手段２は、加速度に対応した慣性力に応じて表示手段４の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造を備えている。例えば、第３図（ｂ）に示すように、第１の接続部３１の球形形状の支持部と第２の接続部３２の球形形状の先端部との間に弾性力を与える第１のばね部４１を持つ。この構造により、表示手段４の上下左右方向への回転移動が可能で、かつ回転した場合は静止時設置位置に表示手段４が戻るように力がかかる構造となる。さらに、第２の接続部３２と第３の接続部３３との間に弾性力を与える第２のばね部４２を持つ。この構造により、表示手段４の前後方向への平行移動が可能で、かつ移動した場合は、静止時設置位置に表示手段４が戻るように力がかかる構造となる。以上の構造により、車両に加速度がかかり表示手段４が上下左右に回転または前後に平行移動した場合でも、静止時設置位置に戻る力が働くので、表示手段４は車両にかかる加速度に応じて動作することとなる。
なお、第１の接続部３１を覆う第２の接続部３２の形状は、第１の接続部３１が上下のみ、または左右のみに回転するよう切り込みが入れられていてもよい。なお、第１のばね部４１および第２のばね部４２は、ばねによって構成されていてもよいが、ばねに限定されず、弾性力を与えるものであればよい。また、第１のばね部４１および第２のばね部４２はそれぞれ複数のばねがあってもよい。
なお、第１の接続部３１から第３の接続部３３は、接続部間にばね部を用いるかわりに、第３図（ｃ）に示すように、表示手段４の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造として、磁力により物質を引き付けるための第１の磁気部５１、第２の磁気部５２、第３の磁気部５３、および第４の磁気部５４を備えることで表示手段４を静止時設置位置に戻す力を与えてもよい。第１の磁気部５１から第４の磁気部５４までは、それぞれ磁石によって構成されてもよい。また、第２の磁気部５２および第４の磁気部５４は、磁石ではなくても磁力に引き付けられる物質であればよく、例えば第３図（ｄ）に示すように配置することにより、静止時設置位置での磁力が最も強くなるようにして、表示手段４が上下左右前後に移動した場合でも、静止時設置位置に戻す力を働かせてもよい。また、引き付ける力のかかり方ではなく押し戻す形の力のかかり方で静止時設置位置に戻す力としてもよい。
また、第３図（ｄ）に示すように、磁気部５２および磁気部５４が電磁コイル、並びに、磁気部５１および磁気部５３が磁石で構成されるように、第１の磁気部５１から第４の磁気部５４までのいずれかが電磁コイルであってもよい。第１の磁気部５１から第４の磁気部５４までのいずれかが電磁コイルであった場合、制御手段２は、電磁コイルに電流を流すかどうかを切り替えるスイッチ、または、電磁コイルに流す電流の電流量を調整する電流調整部のうちの少なくとも一方を備え、スイッチまたは電流調整部によって電磁コイルに流す電流量が調整されることで、加速度に対する表示手段４の移動量を調整可能にすることができる。なお、第１の接続部３１と第２の接続部３２、第２の接続部３２と第３の接続部３３の２箇所の接続について、例えば一方を第３図（ｂ）に示す構造とし、他方を第３図（ｃ）に示す構造としてもよく、第３図（ｂ）から第３図（ｄ）の構造をどのように組み合わせて構成してもよい。
なお、第４図に示すように車両が右折または右方向に旋回し車両に右方向の加速度がかかった場合に、制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を左方向に平行移動させる様にしてもよい。例えば第５図（ａ）から第５図（ｄ）は、表示手段４を左右方向に平行移動させる機構を備えた支持手段３の構成の一例である。第５図（ａ）に示すように、表示手段４は、支持手段３を構成する第１の接続部３１、第２の接続部３２、および第３の接続部３３により支持されている。上方から見た断面図を第５図（ｂ）に示し、表示手段４を背後から見た斜視図を第５図（ｅ）に示す。第１の接続部３１は、表示手段４の背後に固定され、十字状の溝が備えられており、第２の接続部３２の先端部分が抜け出さない構造となっている。第２の接続部３２のもう一端と第３の接続部３３の構造は、第３図（ｂ）から第３図（ｄ）のものと変わらない。なお、第１の接続部３１の溝は上下方向のみまたは左右方向のみでもよく、この場合はそれぞれ上下方向および左右方向にのみ平行移動する。また、第１の接続部３１の溝の形状は十字状でなくてもよい。
また、制御手段２は、加速度に対応した慣性力に応じて表示手段４の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造を備えている。例えば、第５図（ｂ）に示すように、第１の接続部３１の溝内部の上下左右面と第２の接続部３２の先端部分の上下左右面は、弾性力を与える２つの第１のばね部４１により接続されている。この構造により、表示手段４の上下左右方向への平行移動が可能で、かつ平行移動した場合は静止時設置位置に表示手段４が戻るように力がかかる構造となる。
また、第５図（ｃ）に示すように、表示手段４の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造として、磁力により物質を引き付けるための第１の磁気部５１および第２の磁気部５２を備えることで表示手段４を静止時設置位置に戻す力を与えてもよい。第１の磁気部５１および第２の磁気部５２は、それぞれ、磁石または電磁コイルによって構成されてもよい。また、第１の磁気部５１および第２の磁気部５２は、磁石ではなくてもどちらかが磁力に引き付けられる物質であってもよく、例えば第５図（ｄ）に示すように配置することにより、静止時設置位置での磁力が最も強くなるようにして、表示手段４が上下左右前後に移動した場合でも、静止時設置位置に戻す力を働かせてもよい。以上の構造により、車両に加速度がかかり表示手段４が上下左右前後に移動した場合でも、静止時設置位置に戻る力が働くので、表示手段４は車両にかかる加速度に応じて動作することとなる。
なお、第６図から第１１図に示す構造に本実施の形態１で示した構造を適用してもよい。
第６図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し水平に回転する構造を示した図である。重力方向に設置した第２の接続部３２が表示手段４を支持し、第２の接続部３２と同一にある直線を中心軸として表示手段４の表示面が回転するようになっている。制御手段２は、支持手段３の機構を回転させて車両の加速度と反対の方向に表示手段４の表示方向を向けるように位置を制御するようになっている。
第７図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し前後方向に水平に平行移動する構造を示した図である。制御手段２は、第１の接続部３１によって挿入される第２の接続部３２と同一にある直線と平行方向に移動させて車両の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を制御するようになっている。
第８図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し表示手段４の表示面中央の水平線を中心として前後に回転する構造を示した図である。重力方向と直交する直線上に第１の接続部３１を設置し、第１の接続部３１と同一にある直線を中心軸として表示手段４の表示面が回転するようになっている。制御手段２は、支持手段３の機構を回転させて車両の加速度と反対の方向に表示手段４の表示方向を向けるように位置を制御するようになっている。
第９図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し表示手段４の表示面中央の水平線を中心として前後に回転し、第２の接続部３２が第３の接続部３３に対し水平に回転し、第３の接続部３３が第４の接続部３４に対し前後方向に水平に平行移動する構造を示した図である。
第１０図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し左右方向に水平に平行移動する構造を示した図である。なお、支持手段３は、表示手段４の左右方向への摺動をガイドする第１の接続部３１と、第１の接続部３１を下方から支持する第２の接続部３２とにより構成される。制御手段２は、支持手段３の機構を平行移動させて車両の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を制御するようになっている。
第１１図は、表示手段４の表示面の法線に平行な直線を中心に左右方向に回転する構造を示した図である。表示手段４の表示面の法線に平行になるように第２の接続部３２を設置し、重力方向に設置した第１の接続部３１が表示手段４を支持し、第２の接続部３２と同一にある直線を中心軸として表示手段４が回転するようになっている。制御手段２は、支持手段３の機構を回転させて車両の左右の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を制御するようになっている。
第６図から第１１図までに示した表示手段４を回転または平行移動させる構造についてはこれらに限定されない。
なお、車両に加速度がかかることによる乗員の目の位置の移動量は、乗員の身長、座高、筋力などにより異なるため、右左折時にかかる左右方向への加速度の大きさに応じて表示手段４の位置の移動量を変更できる様に、乗員が設定できる構成を備えていてもよい。また、車両にかかる加速度が小さい場合は、表示手段４の位置が移動しないよう、第１のばね部４１および第２のばね部４２の張力、または、第１の磁気部５１から第４の磁気部５４までの磁力を乗員が調整できる構成を備えていてもよい。すなわち、第１２図に示すように、車両にかかる加速度がある一定値ａに至るまでは表示手段４の位置を移動させず、一定値ａを超えれば加速度の大きさに応じて表示手段４の位置を移動させるようにしてもよい。
また、表示手段４は、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイとして説明したが、それに限定されることはなく、プロジェクタとそれにより投影された画像を映し出すスクリーンにより構成されたものでもよい。この場合は、車両の左右方向に加速度がかかったときにプロジェクタおよびスクリーンを左右方向に回転や平行移動させることにより、画像の表示位置を変更する。なお、面積の大きいスクリーンを平面状または球面状に固定し、プロジェクタ自体もしくは光学系の制御により、投影される画像のみを回転や平行移動させる構成であってもよい。
また、表示手段４は、映像視認者の左右眼に視差のついた画像を与えることで立体画像を提供する立体画像表示装置であってもよく（例えば特開平１０−２６８２３０号公報参照）、パララックスバリアまたはレンチキュラーレンズなどを用いて実現される。本実施の形態１は、表示手段４が例えばパララックスバリアを用いた立体画像表示装置のように映像視認者の位置が厳しく限定される表示装置である場合に適している。なお、表示の種類はこれらに限定されない。
以上のように、本実施の形態１における車載用表示装置を用いると、車両の右左折や旋回により車両において左右方向の加速度が生じ、乗員の目の位置が左右方向に移動した場合でも、乗員は車載用表示装置の映像を略正面で視認することができる。このため、車両が右左折・旋回、急制動、急加速などをして車両に加速度がかかり、遠心力などによる加速度で車両の乗員が左右、上下、前後に振られても、乗員が車載用表示装置の画面を見やすく、しかも、簡単な構成でかつ安価に実現できる。特に、乗員が車載用表示装置に表示される映像に意識を集中させ車外の景色を見ていない場合は、車両の左右方向への加速度による影響の度合いが大きいため、本実施の形態１の実用性は極めて高い。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る車載用表示装置について、図面を用いて詳細に説明する。第１３図は、本発明の実施の形態２における車載用表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態２における車載用表示装置は、加速度検出手段１と、制御手段２と、支持手段３と、表示手段４とから構成される。
加速度検出手段１は、例えば加速度センサなどから構成され、車両の左右、上下、前後の少なくとも１つの方向の加速度を検出し、制御手段２に出力する。制御手段２は、加速度検出手段１により検出された車両の加速度に基づいて、車両の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を移動させ支持手段３により制御する。支持手段３は、表示手段４を支持し、制御手段２によってその移動量が制御される。表示手段４は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどから構成され、車両の乗員に映像を提供する。
次いで、本発明の実施の形態２における車載用表示装置の動作を第１３図に基づいて説明する。車両が直進している場合には、車両に左右方向の加速度はかからないため、車両の乗員は正面に設置された表示手段４に正対した状態で、表示手段４に映し出される映像を観ることができる。しかしながら、自動車が右折または右方向に旋回し、車両に右方向の加速度がかかった場合に、車両の乗員はその加速度に対応した慣性力を受けて体が左方向に振られる。例えば表示手段４が前座席の座席背面に固定されていた場合には、後部座席の乗員は表示手段４に映される映像を斜めから観ることになり、映像が観にくくなる。そのため、加速度検出手段１により検出された右方向の加速度に基づき、制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を左方向に移動させる。同様に、車両が左折または左方向に旋回した場合は、加速度検出手段１により検出された左方向の加速度に基づき、制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を右方向に移動させる。加速度の絶対値が大きいほど、その移動量は大きくなる。車両が右左折などの動作を終了して直進動作になり、左右方向の加速度がなくなると、表示手段４は静止時位置に戻ることになる。
支持手段３により表示手段４の位置を移動させるためには、支持手段３として様々な構造が考えられる。支持手段３の構造の例を第６図から第１１図に示す。これらの構造は、実施の形態１で説明したとおりである。また、これらの構造は、第６図から第１１図に示した構造に限定されるものではない。支持手段３の構造の各部をモータとギアによって構成し、制御手段２が、加速度検出手段１により検出された左方向の加速度に基づきモータとギアを駆動することにより表示手段４の回転角や移動量を制御することもできる。
この場合、支持手段３の左右方向に回転する角度は、車両の左右方向にかかる加速度に対する乗員の目の位置の移動量によって変えることができる。その場合、乗員の目の位置の移動量を車両走行実験などにより測定することで決定する。例えば普通自動車で走行中、時速１０ｋｍ、回転半径７．７ｍで右左折すると車両の左右方向に１．０ｍ／ｓ２前後の加速度がかかる。このとき乗員の目の位置が車両に対し左右方向に約１０ｃｍ変位すると仮定し、表示手段４から乗員の目の位置までの距離を６０ｃｍと仮定すると、表示手段４から見た乗員の目の位置の左右方向への変位角は約１０度となる。したがって、この場合は、支持手段３の左右方向への回転角の大きさを１０度とする。
また、加速度検出手段１において、車両の左右方向の加速度を加速度センサにより直接検出したが、車両が、車両の速度を検出する速度検出手段と、進行方向の角度を検出する進行方向角度検出手段とを備え、加速度検出手段１は、車両の速度および進行方向の角度から車両の左右の加速度を検出するようにしてもよい。例えば、車両の速度ｖと、進行方向角度θを検出して車両の回転半径ｒを求めることにより、加速度をｖ２／ｒとして求めてもよい。この場合、車両の速度ｖは、例えば車輪に設置された車輪速センサから出力される車速パルスの信号から求めることができる。また、進行方向角度θは、例えばステアリング舵角センサにより、車両のステアリングの角度から検出することができる。ここで、加速度の方向は進行方向角度θから知ることができる。さらに、車輪速センサの代わりに、角速度センサにより車両のヨー方向の角速度ωを検出して、加速度をｒω２として求めてもよい。ここで、加速度の方向は角速度ωの正負から知ることができる。
また、加速度検出手段１の代わりに、車両乗員の動作を検出する動作検出手段を備えていてもよい。動作検出手段は、例えば車両シート内部に埋め込まれた圧電センサにより、乗員の体勢を検出する。また、例えば車載カメラを通じて車両乗員の顔または目の位置を検出する。車両乗員の動作の検出方法はこれに限定されない。検出した情報をもとに制御手段２が支持手段３の制御を行う。
車両の左右方向の加速度を検出するためのその他の方法としては、例えば車両に設置されたナビゲーション装置から、求めることができる。この場合、ナビゲーション装置の自車位置情報および設定経路情報から、車両の回転半径ｒが求まり、自車位置情報の時間変化から車両の速度ｖを求めれば、同様に左右方向の加速度をｖ２／ｒとして求めることができる。この場合、車両の回転半径ｒについては、精度の点から、先に述べたステアリング舵角センサなどから進行方向角度θを検出して求めてもよい。
さらに、車両に加速度がかかることによる乗員の目の位置の移動量は、乗員の身長、座高、筋力などにより異なるため、右左折時にかかる左右方向への加速度の大きさに応じて表示手段４の位置の移動量を変更できるように、乗員が設定できる構成を備えていてもよい。また、車両にかかる加速度が小さい場合は、表示手段４の位置を移動しないようにしてもよい。すなわち、第１２図に示すように、車両にかかる加速度がある一定値ａに至るまでは表示手段４の位置を移動させず、一定値ａを超えれば加速度の大きさに応じて表示手段４の位置を移動させるようにしてもよい。
また、制御手段２は、加速度検出手段１からの加速度に応じて動作するか、または常に表示手段４を固定するかを選択するスイッチを備えるようにしてもよい。
また、表示手段４は、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイとして説明したが、それに限定されることはなく、プロジェクタとそれにより投影された画像を映し出すスクリーンにより構成されたものでもよい。この場合は、車両の左右方向に加速度がかかったときにプロジェクタおよびスクリーンを左右方向に回転や平行移動させることにより、画像の表示位置を変更する。なお、面積の大きいスクリーンを平面状または球面状に固定し、プロジェクタ自体もしくは光学系の制御により、投影される画像のみを回転や平行移動させる構成であってもよい。
また、表示手段４は、映像視認者の左右眼に視差のついた画像を与えることで立体画像を提供する立体画像表示装置であってもよく（例えば特開平１０−２６８２３０号公報参照）、パララックスバリアまたはレンチキュラーレンズなどを用いて実現される。本実施の形態は、表示手段４が例えばパララックスバリアを用いた立体画像表示装置のように映像視認者の位置が厳しく限定される表示装置である場合に適している。なお、表示の種類はこれらに限定されない。
以上のように、本実施の形態２における車載用表示装置を用いると、車両の右左折や旋回により車両において左右方向の加速度が生じ、乗員の目の位置が左右方向に移動した場合でも、乗員は車載用表示装置の映像を略正面で視認することができる。特に、乗員が車載用表示装置に表示される映像に意識を集中させ車外の景色を見ていない場合は、車両の左右方向への加速度による影響の度合いが大きいため、本実施の形態２の実用性は極めて高い。
【産業上の利用可能性】  本発明にかかる車載用表示装置は、車両において左右方向の加速度が生じた場合でも、車両の乗員は表示装置の映像を略正面で視認することができ、自動車などの車両に搭載され、車両の乗員に映像を提供する車載用表示装置等として利用することができる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月24日(2005.6.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される車載用表示装置であって、映像を表示する表示手段と、前記表示手段を支持し前記表示手段が静止時位置からの移動または回転可能な構造を備える支持手段と、車両にかかる加速度に応じて前記表示手段の空間的位置を制御する制御手段とを備えることを特徴とする車載用表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造を備えることを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項３】
前記支持手段は、前記表示手段に直接固定または間接的に接続される第１の接続部と、前記第１の接続部に対し移動または回転可能な構造で接続される第２の接続部とを備え、前記制御手段は、前記表示手段が静止時位置にある場合の前記第１および第２の接続部が接する面上または点上において弾性力を与えるばね部を備え、前記ばね部が前記表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えることを特徴とする請求項２に記載の車載用表示装置。
【請求項４】
前記支持手段は、前記表示手段に直接固定または間接的に接続される第１の接続部と、前記第１の接続部に対し移動または回転可能な構造で接続される第２の接続部とを備え、前記制御手段は、前記表示手段が静止時位置にある場合の前記第１および第２の接続部が接する面上または点上において磁力により双方を引き付けるまたは押し返すための磁気部を備え、前記磁気部が前記表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えることを特徴とする請求項２に記載の車載用表示装置。
【請求項５】
前記磁気部は電磁コイルであり、前記制御手段は、前記表示手段が静止時位置にある場合の前記第１および第２の接続部が接する面上または点上のうちの少なくとも一方に前記電磁コイルを備え、前記電磁コイルが前記表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えることを特徴とする請求項４に記載の車載用表示装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電磁コイルに電流を流すかどうかを切り替えるスイッチ、または、前記電磁コイルに流す電流の電流量を調整する電流調整部のうちの少なくとも一方を備え、前記加速度に対する前記表示手段の移動量を調整可能とすることを特徴とする請求項５に記載の車載用表示装置。
【請求項７】
さらに、前記車両の進行方向に対して左右、上下、前後のうちの少なくとも１つの加速度を検出する加速度検出手段を備え、前記制御手段は、前記加速度検出手段からの加速度に応じて前記表示手段の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項８】
前記支持手段は、前記車両の進行方向に対して左右、上下のうちの少なくとも１つの方向に前記表示手段の表示面を回転させる機構を備えており、前記制御手段は前記支持手段の機構を回転させて前記車両の加速度と反対の方向に前記表示手段の表示方向を向けるように位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項９】
前記支持手段は、前記車両の進行方向に対して左右、前後のうちの少なくとも１つの方向に前記表示手段を平行移動させる機構を備えており、前記制御手段は前記支持手段の機構を平行移動させて前記車両の加速度と反対の方向に前記表示手段の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項１０】
前記支持手段は前記表示手段の表示面の法線に平行な直線を中心軸とした回転により前記表示手段を左右方向に移動させる機構を備え、前記制御手段は前記支持手段の機構を回転させて前記車両の左右の加速度と反対の方向に前記表示手段の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項１１】
前記車両は車両の速度を検出する速度検出手段と、進行方向の角度を検出する進行方向角度検出手段とを備え、前記加速度検出手段は、前記車両の速度および進行方向の角度から前記車両の左右の加速度を検出することを特徴とする請求項７に記載の車載用表示装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記加速度検出手段からの加速度に応じて動作するか、または常に前記表示手段を固定するかを選択するスイッチを備えることを特徴とする請求項７に記載の車載用表示装置。
【請求項１３】
前記表示手段はプロジェクタと前記プロジェクタにより画像を投影されるスクリーンにより構成され、
前記制御手段は、前記加速度検出手段からの加速度に応じて、前記プロジェクタから投影される前記スクリーン上の画像の位置を制御することを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【請求項１４】
前記表示手段は、映像視認者の左右眼に視差のついた画像を与えることで立体画像を提供する立体画像表示装置であることを特徴とする請求項１に記載の車載用表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、車両の乗員に映像を提供するための車載用表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、映像視認者の目の位置を検出し、映像視認者の目の位置が移動した場合に、その移動方向に追従して映像視認者に立体画像を提供する技術がある。第１４図は、例えば、特許文献１に開示されている従来の瞳孔位置移動対応型表示装置の構成を示す図である。具体的には、赤外光発光手段、赤外光カメラ、可視光カメラなどにより構成される瞳孔位置検出装置１０１が視認者の目の位置を検出し、視認者の目の位置が移動した場合には、移動後の位置で視認者が立体画像を視認できるように、立体画像を生成するためのマスクパターンの発光領域を追従制御して、表示装置１０２の内側にある立体画像表示領域１０３に立体画像を表示する。したがって、視認者の目の位置が移動した場合でも視認者は立体画像を視認することができる。
【特許文献１】特開２００１−２４２４１７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、自動車などの車両に表示装置を搭載する場合、車両が右左折・旋回、急制動、急加速などをすると、加速度により車両の乗員が左右、上下、前後に振られ、乗員と表示装置が正対しなくなり、表示装置の画面が見にくくなる。画面が見にくくなるという課題に対して、上記技術をそのまま車載用として適用すると、視認者の目の位置を検出するための構成として、赤外光発光手段、赤外光カメラ、可視光カメラなどが備えられているため、構成が複雑でかつ高価になってしまう。
【０００４】
この課題を解決するために、車両が右左折・旋回、急制動、急加速などをして、車両に加速度がかかり、車両の乗員が左右、上下、前後に振られても、乗員が表示装置の画面を見やすく、しかも、簡単な構成でかつ安価に実現できる車載用表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の車載用表示装置は、車両に搭載される車載用表示装置であって、映像を表示する表示手段と、表示手段を支持し表示手段が静止時位置からの移動または回転可能な構造を備える支持手段と、車両にかかる加速度に応じて前記表示手段の空間的位置を制御する制御手段とを備えている。
【０００６】
また、制御手段は、表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造を備えるものである。
【０００７】
あるいは、支持手段は、表示手段に直接固定または間接的に接続される第１の接続部と、第１の接続部に対し移動または回転可能な構造で接続される第２の接続部とを備え、制御手段は、表示手段が静止時位置にある場合の第１および第２の接続部が接する面上または点上において弾性力を与えるばね部を備え、表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えてもよい。
【０００８】
あるいは、支持手段は、表示手段に直接固定または間接的に接続される第１の接続部と、第１の接続部に対し移動または回転可能な構造で接続される第２の接続部とを備え、制御手段は、表示装置が静止時位置にある場合の第１および第２の接続部が接する面上または点上において磁力により双方を引き付けるまたは押し返すための磁気部を備え、磁気部が表示装置の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えてもよい。
【０００９】
あるいは、磁気部は電磁コイルであり、制御手段は、表示手段が静止時位置にある場合の第１および第２の接続部が接する面上または点上のうちの少なくとも一方に電磁コイルを備え、電磁コイルが表示手段の空間的位置を静止時位置に戻す力を加えてもよい。
【００１０】
あるいは、制御手段は、電磁コイルに電流を流すかどうかを切り替えるスイッチまたは電磁コイルに流す電流の電流量を調整する電流調整部のうちの少なくとも一方を備え、加速度に対する表示手段の移動量を調整可能としてもよい。
【００１１】
あるいは、車両の進行方向に対して左右、上下、前後のうちの少なくとも１つの加速度を検出する加速度検出手段を備え、制御手段は、加速度検出手段からの加速度に応じて表示手段の位置を制御してもよい。
【００１２】
あるいは、支持手段は、車両の進行方向に対して左右、上下のうちの少なくとも１つの方向に表示手段の表示面を回転させる機構を備えており、制御手段は支持手段の機構を回転させて車両の加速度と反対の方向に表示手段の表示方向を向けるように位置を制御してもよい。
【００１３】
あるいは、支持手段は、車両の進行方向に対して左右、前後のうちの少なくとも１つの方向に表示手段を平行移動させる機構を備えており、制御手段は支持手段の機構を平行移動させて車両の加速度と反対の方向に表示手段の位置を制御してもよい。
【００１４】
あるいは、支持手段は表示手段の表示面の法線に平行な直線を中心軸とした回転により表示手段を左右方向に移動させる機構を備え、制御手段は支持手段の機構を回転させて車両の左右の加速度と反対の方向に表示手段の位置を制御してもよい。
【００１５】
あるいは、車両は車両の速度を検出する速度検出手段と進行方向の角度を検出する進行方向角度検出手段とを備え、加速度検出手段は、車両の速度および進行方向の角度から車両の左右の加速度を検出してもよい。
【００１６】
あるいは、制御手段は、加速度検出手段からの加速度に応じて動作するか、または常に表示装置を固定するかを選択するスイッチを備えてもよい。
【００１７】
また、表示手段は、プロジェクタと前記プロジェクタにより画像を投影されるスクリーンにより構成され、制御手段は、加速度検出手段からの加速度に応じて、プロジェクタから投影されるスクリーン上の画像の位置を制御してもよい。
【００１８】
また、表示手段は、映像視認者の左右眼に視差のついた画像を与えることで立体画像を提供する立体画像表示装置でもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、映像を表示する表示手段と、表示手段を支持し表示手段が静止時位置からの移動または回転可能な構造を備える支持手段と、車両にかかる加速度に応じて表示手段の空間的位置を制御する制御手段とを備えることにより、車両において左右方向の加速度が生じた場合でも、車両の乗員は表示装置の映像を略正面で視認することができる車載用表示装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
第１図および第２図はそれぞれ、本発明の実施の形態１における車載用表示装置の構成を示すブロック図と、車載用表示装置を搭載した車両の斜視図である。本実施の形態１における車載用表示装置は、制御手段２と、支持手段３と、表示手段４とから構成される。
【００２１】
制御手段２は、車両の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を移動させ支持手段３により制御する。支持手段３は、表示手段４を支持し、制御手段２によって表示手段４の位置の移動量が制御される。表示手段４は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどから構成され、車両の乗員に映像を提供する。第２図の場合は、表示手段４は前座席の背面に支持手段３を介して固定され、後部座席の乗員に映像を提供する。
【００２２】
次いで、本発明の実施の形態１における車載用表示装置の動作を第１図から第３図に基づいて説明する。例えば第２図に示すように自動車が右折または右方向に旋回し、車両に右方向の加速度がかかった場合に、車両の乗員はその加速度に対応した慣性力を受けて体が左方向に振られる。例えば表示手段４が前座席の座席背面に固定されていた場合には、後部座席の乗員は表示手段４に映される映像を斜めから観ることになり、映像が観にくくなる。そこで、自動車にかかる加速度で発生する遠心力を用いて制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を左方向に回転させる。同様に、車両が左折または左方向に旋回した場合は、制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を右方向に回転させる。加速度の絶対値が大きいほど、その移動量は大きくなる。車両が右左折などの動作を終了して直進動作になり、左右方向の加速度がなくなると、表示手段４は静止時位置に戻ることになる。
【００２３】
例えば第３図（ａ）から第３図（ｄ）は、表示手段４を回転させる機構を備えた支持手段３の構成の一例である。第３図に示すように、表示手段４は、支持手段３を構成する第１の接続部３１、第２の接続部３２、および第３の接続部３３により支持されている。上方から見た断面図を第３図（ｂ）に示す。第１の接続部３１の一端は、表示手段４の背後に固定され、もう一端は球形形状をしている。第２の接続部３２の一端は、第１の接続部３１の球形形状を覆う空洞を持つ球形形状をし、第１の接続部３１の球形形状部分が抜け出さない構造となっている。また、第２の接続部３２のもう一端は、円柱形状をしており、第３の接続部３３に挿入されている。第３の接続部３３の一端は、第２の接続部３２の円柱形状を覆う空洞を持つ円柱形状をしている。
【００２４】
また、制御手段２は、加速度に対応した慣性力に応じて表示手段４の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造を備えている。例えば、第３図（ｂ）に示すように、第１の接続部３１の球形形状の支持部と第２の接続部３２の球形形状の先端部との間に弾性力を与える第１のばね部４１を持つ。この構造により、表示手段４の上下左右方向への回転移動が可能で、かつ回転した場合は静止時設置位置に表示手段４が戻るように力がかかる構造となる。さらに、第２の接続部３２と第３の接続部３３との間に弾性力を与える第２のばね部４２を持つ。この構造により、表示手段４の前後方向への平行移動が可能で、かつ移動した場合は、静止時設置位置に表示手段４が戻るように力がかかる構造となる。以上の構造により、車両に加速度がかかり表示手段４が上下左右に回転または前後に平行移動した場合でも、静止時設置位置に戻る力が働くので、表示手段４は車両にかかる加速度に応じて動作することとなる。
【００２５】
なお、第１の接続部３１を覆う第２の接続部３２の形状は、第１の接続部３１が上下のみ、または左右のみに回転するよう切り込みが入れられていてもよい。なお、第１のばね部４１および第２のばね部４２は、ばねによって構成されていてもよいが、ばねに限定されず、弾性力を与えるものであればよい。また、第１のばね部４１および第２のばね部４２はそれぞれ複数のばねがあってもよい。
【００２６】
なお、第１の接続部３１から第３の接続部３３は、接続部間にばね部を用いるかわりに、第３図（ｃ）に示すように、表示手段４の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造として、磁力により物質を引き付けるための第１の磁気部５１、第２の磁気部５２、第３の磁気部５３、および第４の磁気部５４を備えることで表示手段４を静止時設置位置に戻す力を与えてもよい。第１の磁気部５１から第４の磁気部５４までは、それぞれ磁石によって構成されてもよい。また、第２の磁気部５２および第４の磁気部５４は、磁石ではなくても磁力に引き付けられる物質であればよく、例えば第３図（ｄ）に示すように配置することにより、静止時設置位置での磁力が最も強くなるようにして、表示手段４が上下左右前後に移動した場合でも、静止時設置位置に戻す力を働かせてもよい。また、引き付ける力のかかり方ではなく押し戻す形の力のかかり方で静止時設置位置に戻す力としてもよい。
【００２７】
また、第３図（ｄ）に示すように、磁気部５２および磁気部５４が電磁コイル、並びに、磁気部５１および磁気部５３が磁石で構成されるように、第１の磁気部５１から第４の磁気部５４までのいずれかが電磁コイルであってもよい。第１の磁気部５１から第４の磁気部５４までのいずれかが電磁コイルであった場合、制御手段２は、電磁コイルに電流を流すかどうかを切り替えるスイッチ、または、電磁コイルに流す電流の電流量を調整する電流調整部のうちの少なくとも一方を備え、スイッチまたは電流調整部によって電磁コイルに流す電流量が調整されることで、加速度に対する表示手段４の移動量を調整可能にすることができる。なお、第１の接続部３１と第２の接続部３２、第２の接続部３２と第３の接続部３３の２箇所の接続について、例えば一方を第３図（ｂ）に示す構造とし、他方を第３図（ｃ）に示す構造としてもよく、第３図（ｂ）から第３図（ｄ）の構造をどのように組み合わせて構成してもよい。
【００２８】
なお、第４図に示すように車両が右折または右方向に旋回し車両に右方向の加速度がかかった場合に、制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を左方向に平行移動させる様にしてもよい。例えば第５図（ａ）から第５図（ｄ）は、表示手段４を左右方向に平行移動させる機構を備えた支持手段３の構成の一例である。第５図（ａ）に示すように、表示手段４は、支持手段３を構成する第１の接続部３１、第２の接続部３２、および第３の接続部３３により支持されている。上方から見た断面図を第５図（ｂ）に示し、表示手段４を背後から見た斜視図を第５図（ｅ）に示す。第１の接続部３１は、表示手段４の背後に固定され、十字状の溝が備えられており、第２の接続部３２の先端部分が抜け出さない構造となっている。第２の接続部３２のもう一端と第３の接続部３３の構造は、第３図（ｂ）から第３図（ｄ）のものと変わらない。なお、第１の接続部３１の溝は上下方向のみまたは左右方向のみでもよく、この場合はそれぞれ上下方向および左右方向にのみ平行移動する。また、第１の接続部３１の溝の形状は十字状でなくてもよい。
【００２９】
また、制御手段２は、加速度に対応した慣性力に応じて表示手段４の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造を備えている。例えば、第５図（ｂ）に示すように、第１の接続部３１の溝内部の上下左右面と第２の接続部３２の先端部分の上下左右面は、弾性力を与える２つの第１のばね部４１により接続されている。この構造により、表示手段４の上下左右方向への平行移動が可能で、かつ平行移動した場合は静止時設置位置に表示手段４が戻るように力がかかる構造となる。
【００３０】
また、第５図（ｃ）に示すように、表示手段４の空間的位置を静止時位置に戻す力を加える構造として、磁力により物質を引き付けるための第１の磁気部５１および第２の磁気部５２を備えることで表示手段４を静止時設置位置に戻す力を与えてもよい。第１の磁気部５１および第２の磁気部５２は、それぞれ、磁石または電磁コイルによって構成されてもよい。また、第１の磁気部５１および第２の磁気部５２は、磁石ではなくてもどちらかが磁力に引き付けられる物質であってもよく、例えば第５図（ｄ）に示すように配置することにより、静止時設置位置での磁力が最も強くなるようにして、表示手段４が上下左右前後に移動した場合でも、静止時設置位置に戻す力を働かせてもよい。以上の構造により、車両に加速度がかかり表示手段４が上下左右前後に移動した場合でも、静止時設置位置に戻る力が働くので、表示手段４は車両にかかる加速度に応じて動作することとなる。
【００３１】
なお、第６図から第１１図に示す構造に本実施の形態１で示した構造を適用してもよい。
【００３２】
第６図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し水平に回転する構造を示した図である。重力方向に設置した第２の接続部３２が表示手段４を支持し、第２の接続部３２と同一にある直線を中心軸として表示手段４の表示面が回転するようになっている。制御手段２は、支持手段３の機構を回転させて車両の加速度と反対の方向に表示手段４の表示方向を向けるように位置を制御するようになっている。
【００３３】
第７図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し前後方向に水平に平行移動する構造を示した図である。制御手段２は、第１の接続部３１によって挿入される第２の接続部３２と同一にある直線と平行方向に移動させて車両の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を制御するようになっている。
【００３４】
第８図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し表示手段４の表示面中央の水平線を中心として前後に回転する構造を示した図である。重力方向と直交する直線上に第１の接続部３１を設置し、第１の接続部３１と同一にある直線を中心軸として表示手段４の表示面が回転するようになっている。制御手段２は、支持手段３の機構を回転させて車両の加速度と反対の方向に表示手段４の表示方向を向けるように位置を制御するようになっている。
【００３５】
第９図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し表示手段４の表示面中央の水平線を中心として前後に回転し、第２の接続部３２が第３の接続部３３に対し水平に回転し、第３の接続部３３が第４の接続部３４に対し前後方向に水平に平行移動する構造を示した図である。
【００３６】
第１０図は、第１の接続部３１が第２の接続部３２に対し左右方向に水平に平行移動する構造を示した図である。なお、支持手段３は、表示手段４の左右方向への摺動をガイドする第１の接続部３１と、第１の接続部３１を下方から支持する第２の接続部３２とにより構成される。制御手段２は、支持手段３の機構を平行移動させて車両の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を制御するようになっている。
【００３７】
第１１図は、表示手段４の表示面の法線に平行な直線を中心に左右方向に回転する構造を示した図である。表示手段４の表示面の法線に平行になるように第２の接続部３２を設置し、重力方向に設置した第１の接続部３１が表示手段４を支持し、第２の接続部３２と同一にある直線を中心軸として表示手段４が回転するようになっている。制御手段２は、支持手段３の機構を回転させて車両の左右の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を制御するようになっている。
【００３８】
第６図から第１１図までに示した表示手段４を回転または平行移動させる構造についてはこれらに限定されない。
【００３９】
なお、車両に加速度がかかることによる乗員の目の位置の移動量は、乗員の身長、座高、筋力などにより異なるため、右左折時にかかる左右方向への加速度の大きさに応じて表示手段４の位置の移動量を変更できる様に、乗員が設定できる構成を備えていてもよい。また、車両にかかる加速度が小さい場合は、表示手段４の位置が移動しないよう、第１のばね部４１および第２のばね部４２の張力、または、第１の磁気部５１から第４の磁気部５４までの磁力を乗員が調整できる構成を備えていてもよい。すなわち、第１２図に示すように、車両にかかる加速度がある一定値ａに至るまでは表示手段４の位置を移動させず、一定値ａを超えれば加速度の大きさに応じて表示手段４の位置を移動させるようにしてもよい。
【００４０】
また、表示手段４は、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイとして説明したが、それに限定されることはなく、プロジェクタとそれにより投影された画像を映し出すスクリーンにより構成されたものでもよい。この場合は、車両の左右方向に加速度がかかったときにプロジェクタおよびスクリーンを左右方向に回転や平行移動させることにより、画像の表示位置を変更する。なお、面積の大きいスクリーンを平面状または球面状に固定し、プロジェクタ自体もしくは光学系の制御により、投影される画像のみを回転や平行移動させる構成であってもよい。
【００４１】
また、表示手段４は、映像視認者の左右眼に視差のついた画像を与えることで立体画像を提供する立体画像表示装置であってもよく（例えば特開平１０−２６８２３０号公報参照）、パララックスバリアまたはレンチキュラーレンズなどを用いて実現される。本実施の形態１は、表示手段４が例えばパララックスバリアを用いた立体画像表示装置のように映像視認者の位置が厳しく限定される表示装置である場合に適している。なお、表示の種類はこれらに限定されない。
【００４２】
以上のように、本実施の形態１における車載用表示装置を用いると、車両の右左折や旋回により車両において左右方向の加速度が生じ、乗員の目の位置が左右方向に移動した場合でも、乗員は車載用表示装置の映像を略正面で視認することができる。このため、車両が右左折・旋回、急制動、急加速などをして車両に加速度がかかり、遠心力などによる加速度で車両の乗員が左右、上下、前後に振られても、乗員が車載用表示装置の画面を見やすく、しかも、簡単な構成でかつ安価に実現できる。特に、乗員が車載用表示装置に表示される映像に意識を集中させ車外の景色を見ていない場合は、車両の左右方向への加速度による影響の度合いが大きいため、本実施の形態１の実用性は極めて高い。
【００４３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る車載用表示装置について、図面を用いて詳細に説明する。第１３図は、本発明の実施の形態２における車載用表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態２における車載用表示装置は、加速度検出手段１と、制御手段２と、支持手段３と、表示手段４とから構成される。
【００４４】
加速度検出手段１は、例えば加速度センサなどから構成され、車両の左右、上下、前後の少なくとも１つの方向の加速度を検出し、制御手段２に出力する。制御手段２は、加速度検出手段１により検出された車両の加速度に基づいて、車両の加速度と反対の方向に表示手段４の位置を移動させ支持手段３により制御する。支持手段３は、表示手段４を支持し、制御手段２によってその移動量が制御される。表示手段４は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどから構成され、車両の乗員に映像を提供する。
【００４５】
次いで、本発明の実施の形態２における車載用表示装置の動作を第１３図に基づいて説明する。車両が直進している場合には、車両に左右方向の加速度はかからないため、車両の乗員は正面に設置された表示手段４に正対した状態で、表示手段４に映し出される映像を観ることができる。しかしながら、自動車が右折または右方向に旋回し、車両に右方向の加速度がかかった場合に、車両の乗員はその加速度に対応した慣性力を受けて体が左方向に振られる。例えば表示手段４が前座席の座席背面に固定されていた場合には、後部座席の乗員は表示手段４に映される映像を斜めから観ることになり、映像が観にくくなる。そのため、加速度検出手段１により検出された右方向の加速度に基づき、制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を左方向に移動させる。同様に、車両が左折または左方向に旋回した場合は、加速度検出手段１により検出された左方向の加速度に基づき、制御手段２が支持手段３により表示手段４の位置を右方向に移動させる。加速度の絶対値が大きいほど、その移動量は大きくなる。車両が右左折などの動作を終了して直進動作になり、左右方向の加速度がなくなると、表示手段４は静止時位置に戻ることになる。
【００４６】
支持手段３により表示手段４の位置を移動させるためには、支持手段３として様々な構造が考えられる。支持手段３の構造の例を第６図から第１１図に示す。これらの構造は、実施の形態１で説明したとおりである。また、これらの構造は、第６図から第１１図に示した構造に限定されるものではない。支持手段３の構造の各部をモータとギアによって構成し、制御手段２が、加速度検出手段１により検出された左方向の加速度に基づきモータとギアを駆動することにより表示手段４の回転角や移動量を制御することもできる。
【００４７】
この場合、支持手段３の左右方向に回転する角度は、車両の左右方向にかかる加速度に対する乗員の目の位置の移動量によって変えることができる。その場合、乗員の目の位置の移動量を車両走行実験などにより測定することで決定する。例えば普通自動車で走行中、時速１０ｋｍ、回転半径７．７ｍで右左折すると車両の左右方向に１．０ｍ／ｓ2 前後の加速度がかかる。このとき乗員の目の位置が車両に対し左右方向に約１０ｃｍ変位すると仮定し、表示手段４から乗員の目の位置までの距離を６０ｃｍと仮定すると、表示手段４から見た乗員の目の位置の左右方向への変位角は約１０度となる。したがって、この場合は、支持手段３の左右方向への回転角の大きさを１０度とする。
【００４８】
また、加速度検出手段１において、車両の左右方向の加速度を加速度センサにより直接検出したが、車両が、車両の速度を検出する速度検出手段と、進行方向の角度を検出する進行方向角度検出手段とを備え、加速度検出手段１は、車両の速度および進行方向の角度から車両の左右の加速度を検出するようにしてもよい。例えば、車両の速度ｖと、進行方向角度θを検出して車両の回転半径ｒを求めることにより、加速度をｖ２／ｒとして求めてもよい。この場合、車両の速度ｖは、例えば車輪に設置された車輪速センサから出力される車速パルスの信号から求めることができる。また、進行方向角度θは、例えばステアリング舵角センサにより、車両のステアリングの角度から検出することができる。ここで、加速度の方向は進行方向角度θから知ることができる。さらに、車輪速センサの代わりに、角速度センサにより車両のヨー方向の角速度ωを検出して、加速度をｒω２として求めてもよい。ここで、加速度の方向は角速度ωの正負から知ることができる。
【００４９】
また、加速度検出手段１の代わりに、車両乗員の動作を検出する動作検出手段を備えていてもよい。動作検出手段は、例えば車両シート内部に埋め込まれた圧電センサにより、乗員の体勢を検出する。また、例えば車載カメラを通じて車両乗員の顔または目の位置を検出する。車両乗員の動作の検出方法はこれに限定されない。検出した情報をもとに制御手段２が支持手段３の制御を行う。
【００５０】
車両の左右方向の加速度を検出するためのその他の方法としては、例えば車両に設置されたナビゲーション装置から、求めることができる。この場合、ナビゲーション装置の自車位置情報および設定経路情報から、車両の回転半径ｒが求まり、自車位置情報の時間変化から車両の速度ｖを求めれば、同様に左右方向の加速度をｖ２／ｒとして求めることができる。この場合、車両の回転半径ｒについては、精度の点から、先に述べたステアリング舵角センサなどから進行方向角度θを検出して求めてもよい。
【００５１】
さらに、車両に加速度がかかることによる乗員の目の位置の移動量は、乗員の身長、座高、筋力などにより異なるため、右左折時にかかる左右方向への加速度の大きさに応じて表示手段４の位置の移動量を変更できるように、乗員が設定できる構成を備えていてもよい。また、車両にかかる加速度が小さい場合は、表示手段４の位置を移動しないようにしてもよい。すなわち、第１２図に示すように、車両にかかる加速度がある一定値ａに至るまでは表示手段４の位置を移動させず、一定値ａを超えれば加速度の大きさに応じて表示手段４の位置を移動させるようにしてもよい。
【００５２】
また、制御手段２は、加速度検出手段１からの加速度に応じて動作するか、または常に表示手段４を固定するかを選択するスイッチを備えるようにしてもよい。
【００５３】
また、表示手段４は、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイとして説明したが、それに限定されることはなく、プロジェクタとそれにより投影された画像を映し出すスクリーンにより構成されたものでもよい。この場合は、車両の左右方向に加速度がかかったときにプロジェクタおよびスクリーンを左右方向に回転や平行移動させることにより、画像の表示位置を変更する。なお、面積の大きいスクリーンを平面状または球面状に固定し、プロジェクタ自体もしくは光学系の制御により、投影される画像のみを回転や平行移動させる構成であってもよい。
【００５４】
また、表示手段４は、映像視認者の左右眼に視差のついた画像を与えることで立体画像を提供する立体画像表示装置であってもよく（例えば特開平１０−２６８２３０号公報参照）、パララックスバリアまたはレンチキュラーレンズなどを用いて実現される。本実施の形態は、表示手段４が例えばパララックスバリアを用いた立体画像表示装置のように映像視認者の位置が厳しく限定される表示装置である場合に適している。なお、表示の種類はこれらに限定されない。
【００５５】
以上のように、本実施の形態２における車載用表示装置を用いると、車両の右左折や旋回により車両において左右方向の加速度が生じ、乗員の目の位置が左右方向に移動した場合でも、乗員は車載用表示装置の映像を略正面で視認することができる。特に、乗員が車載用表示装置に表示される映像に意識を集中させ車外の景色を見ていない場合は、車両の左右方向への加速度による影響の度合いが大きいため、本実施の形態２の実用性は極めて高い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明にかかる車載用表示装置は、車両において左右方向の加速度が生じた場合でも、車両の乗員が表示装置の映像を略正面で視認することができ、自動車などの車両に搭載され、車両の乗員に映像を提供する車載用表示装置等として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態１における車載用表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１における車載用表示装置の構成を示す斜視図
【図３】第２図に示す車載用表示装置の支持手段の構成の一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における車載用表示装置の構成を示す斜視図
【図５】第４図に示す車載用表示装置の支持手段の構成の一例を示す図
【図６】第２図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図
【図７】第２図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す図
【図８】第２図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図
【図９】第２図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図
【図１０】第４図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図
【図１１】第４図に示す車載用表示装置の支持手段の一例を示す斜視図
【図１２】車両にかかる加速度と、表示装置を移動させる量との関係を示す図
【図１３】本発明の実施の形態２における車載用表示装置の構成を示すブロック図
【図１４】従来の瞳孔位置移動対応型表示装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００５８】
１  加速度検出手段
２  制御手段
３  支持手段
４  表示手段
３１  第１の接続部
３２  第２の接続部
３３  第３の接続部
３４  第４の接続部
４１  第１のばね部
４２  第２のばね部
５１  第１の磁気部
５２  第２の磁気部
５３  第３の磁気部
５４  第４の磁気部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005016697.tif 000017
【図２】
2005016697.tif 000018
【図３】
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【図４】
2005016697.tif 000020
【図５】
2005016697.tif 000021
【図６】
2005016697.tif 000022
【図７】
2005016697.tif 000023
【図８】
2005016697.tif 000024
【図９】
2005016697.tif 000025
【図１０】
2005016697.tif 000026
【図１１】
2005016697.tif 000027
【図１２】
2005016697.tif 000028
【図１３】
2005016697.tif 000029
【図１４】
2005016697.tif 000030
【国際調査報告】
2005016697.tif 000031
2005016697.tif 000032