(57)【要約】      （修正有）【課題】他車両の位置を正確に報知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】表示手段４は、投影部材５に表示光Ｌ１を投射して虚像Ｖ１を表示する。検出手段は、自車両から他車両までの距離を検出して距離データを出力する。制御手段は、距離データに基づいて他車両の位置を指し示す虚像Ｖ１を表示手段に表示させる。制御手段は、距離データに基づいて、虚像Ｖ１が所定箇所を中心に回動するように、虚像Ｖ１を表示手段に表示させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影部材に表示光を投射して虚像を表示する表示手段と、自車両から他車両までの距離を検出して距離データを出力する検出手段と、前記距離データに基づいて前記他車両の位置を指し示す前記虚像を前記表示手段に表示させる制御手段と、を備えた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、前記距離データに基づいて、前記虚像が所定箇所を中心に回動するように、前記虚像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に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記表示手段は、第一の表示光を発する第一の表示器と、第二の表示光を発する第二の表示器と、前記第一の表示光を透過させると共に前記第二の表示光を反射させる透過反射板と、を有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。
【請求項４】
前記第一の表示器は、前記透過反射板に対して第一の所定角度を有して配置された第一の表示パネルを有し、前記第二の表示器は、前記透過反射板に対して第二の所定角度を有して配置された第二の表示パネルを有することを特徴とする請求項３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、他車両の接近を報知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、自車両に接近する他車両を報知する車両用警報表示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。斯かる車両用警報表示装置は、メータ位置などに設置する警報表示器や、後方確認用ミラー（ドアミラーやルームミラー）に警告表示を出して、車線変更時に後方から接近する他車両を報知するものである。この車両用警報表示装置の警報処理ＥＣＵは、まず周囲測距センサの検出値に基づいて、自車両に接近する他車両が存在するかどうかを判断し、自車両の後方から近づく他車両が存在するときは、バックミラー方向への矢印表示を示すＬＥＤを所定時間だけ点滅させ、自車両の左後側方から近づく他車両が存在するときは、左サイドミラー方向への矢印表示を示すＬＥＤを所定時間だけ点滅させ、自車両の右後側方から近づく他車両が存在するときは、右サイドミラー方向への矢印表示を示すＬＥＤを所定時間だけ点滅させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９３２０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、前述した車両用警報表示装置では、自車両に接近する他車両の大まかな方向しか把握できないという問題を有していた。つまり、左サイドミラー方向への矢印表示を示すＬＥＤが点滅すれば、他車両が自車両の左後側方から近づいていることが把握でき、右サイドミラー方向への矢印表示を示すＬＥＤが点滅すれば、他車両が自車両の右後側方から近づいていることが把握できるが、他車両の正確な位置を報知することができなかった。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、他車両の位置を正確に報知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、請求項１に記載したように、投影部材５に表示光Ｌ１を投射して虚像Ｖ１を表示する表示手段４と、自車両７３から他車両７４までの距離を検出して距離データを出力する検出手段１と、前記距離データに基づいて前記他車両７４の位置を指し示す前記虚像Ｖ１を前記表示手段１に表示させる制御手段３と、を備えたものである。
【０００６】
また、本発明は、請求項２に記載したように、前記制御手段３は、前記距離データに基づいて、前記虚像Ｖ１が所定箇所７２を中心に回動するように、前記虚像Ｖ１を前記表示手段４に表示させるものである。
【０００７】
また、本発明は、請求項３に記載したように、前記表示手段４は、第一の表示光Ｌ１を発する第一の表示器１１と、第二の表示光Ｌ２を発する第二の表示器１２と、前記第一の表示光Ｌ１を透過させると共に前記第二の表示光Ｌ２を反射させる透過反射板１３と、を有するものである。
【０００８】
また、本発明は、請求項４に記載したように、前記第一の表示器１１は、前記透過反射板１３に対して第一の所定角度Ａ１を有して配置された第一の表示パネル１６を有し、前記第二の表示器１２は、前記透過反射板１３に対して第二の所定角度Ａ２を有して配置された第二の表示パネル２６を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
他車両の位置を指し示す虚像を表示することによって、車両運転者に他車両の位置を正確に報知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図。
【図２】同上実施形態を示す自車両の側面図。
【図３】同上実施形態を示す表示手段の断面図。
【図４】同上実施形態を示すプリズムシートの側面図。
【図５】同上実施形態を示す表示手段の要部説明図。
【図６】同上実施形態を示す虚像の拡大図。
【図７】同上実施形態を示す概略説明図。
【図８】同上実施形態を示す回転角の特性説明図。
【図９】同上実施形態を示す領域の説明図。
【図１０】同上実施形態を示す表示色の表図。
【図１１】同上実施形態を示す残像の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、測距センサ１（検出手段）と、車速センサ２と、制御部３（制御手段）と、表示手段４とを備えている。
【００１２】
測距センサ１は、車両コーナーに設置されたミリ波レーダー等のレーダー装置であり、自車両７３の斜め後方をセンシングして、自車両７３の斜め後方から接近する他車両７４までの相対距離を検出し、相対距離データを出力する。また、測距センサ１は、単位時間毎の相対距離データの変化に基づいて、自車両７３と他車両７４との相対速度を算出し、相対速度データも出力する。なお、測距センサ１は、超音波レーダーやスキャン式の光学レーザーでも良く、カメラ画像の画像解析による距離測定や、自車両７３と他車両７４の車両情報を車車間通信でやりとりするシステムにおいて、相対距離と相対速度を出力する方法でも良い。
【００１３】
車速センサ２は、自車両７３の走行速度を検出し、速度データを出力する。制御部３は、測距センサ１と車速センサ２から入力した相対距離データ及び速度データに基づいて、表示手段４に表示する表示内容を生成し、表示信号を出力する。
【００１４】
表示手段４は、第一の液晶表示器１１（第一の表示器）と、第二の液晶表示器１２（第二の表示器）と、ハーフミラー１３（透過反射板）と、反射器１４とを有している。ハーフミラー１３は傾斜配置されており、このハーフミラー１３の後方に第一の液晶表示器１１が配置されて、ハーフミラー１３の下方に第二の液晶表示器１２が配置されている。液晶表示器１１，１２，ハーフミラー１３及び反射器１４は、ハウジング１５に収容されている。
【００１５】
第一の液晶表示器１１は、液晶表示パネル１６（第一の表示パネル），レンズ部材１７，発光ダイオード１８，硬質配線板１９，ケース体２０，ヒートシンク２１，プリズムシート２２を有している。
【００１６】
液晶表示パネル１６は、ＴＦＴ型液晶セルの前後両面に偏光膜を貼着したものである。レンズ部材１７は、ポリカーボネート等の透光性樹脂からなるものであり、複数の凸レンズ部１７ａを有している。レンズ部材１７は、液晶表示パネル１６と発光ダイオード１８の間に配置されている。複数の発光ダイオード１８は、互いに近接して配置されており、硬質配線板１９に搭載されている。レンズ部材１７の各凸レンズ部１７ａは、夫々、発光ダイオード１８に対応する箇所に設けられており、発光ダイオード１８が発した光を集光させる。
【００１７】
ケース体２０は、白色の樹脂からなるものであり、略角筒形状となっている。液晶表示パネル１６は、ケース体２０の開口端に設けられており、発光ダイオード１８から発せられ、レンズ部材１７で集光された照明光Ｍ１により透過照明される。ヒートシンク２１は、熱伝導性が良好な金属（例えばアルミニウム）からなるものであり、複数の放熱フィン２１ａを有している。ヒートシンク２１は、硬質配線板１９の後面に配置されており、発光ダイオード１８が発した熱をハウジング１５の外に放出する。
【００１８】
プリズムシート２２は、複数の微細なプリズム部２２ａと基材２２ｂとを有しており、液晶表示パネル１６の前面側に配置されている。液晶表示パネル１６を透過した表示光Ｌ１は、プリズムシート２２の後面２２ｃから入射し、プリズム部２２ａによって反射される（図４参照）。プリズムシート２２の後面２２ｃは、液晶表示パネル１６と平行になっている。
【００１９】
第二の液晶表示器１２は、液晶表示パネル２６（第二の表示パネル），レンズ部材２７，発光ダイオード２８，硬質配線板２９，ケース体３０，ヒートシンク３１，コールドミラー３２を有している。
【００２０】
液晶表示パネル２６は、ＴＦＴ型液晶セルの前後両面に偏光膜を貼着したものである。レンズ部材２７は、複数の凸レンズ部２７ａを有している。複数の発光ダイオード２８は、互いに近接して配置されており、硬質配線板２９に搭載されている。レンズ部材２７の各凸レンズ部２７ａは、夫々、発光ダイオード２８に対応する箇所に設けられており、発光ダイオード２８が発した光を集光する。
【００２１】
ケース体３０は白色の樹脂からなるものであり、このケース体３０の開口端に液晶表示パネル２６が設けられている。液晶表示パネル２６は、発光ダイオード２８により透過照明される。ヒートシンク３１は、放熱フィン３１ａを有しており、硬質配線板２９の後面に配置されている。ヒートシンク３１は、発光ダイオード１８が発した熱を放出する。コールドミラー３２は、発光ダイオード２８が発した可視光からなる照明光Ｍ２を反射させると共に、赤外線ＩＲを透過させる。
【００２２】
ハーフミラー１３は、ガラス基板に反射膜を蒸着形成したものであり、ハウジング１５内に傾斜配置されている。ハーフミラー１３は、第一の表示器１１が発した表示光Ｌ１を透過させると共に、第二の表示器１２が発した表示光Ｌ２を反射させる。液晶表示パネル１６は、ハーフミラー１３に対して第一の所定角度Ａ１を有して配置されており、液晶表示パネル２６は、ハーフミラー１３に対して第二の所定角度Ａ２を有して配置されている（図５参照）。
【００２３】
反射器１４は、凹面鏡４８，ミラーホルダー４９，歯車５０及びステッピングモータ５１からなるものである。凹面鏡４８は、表示光Ｌを反射させ、車両のフロントガラスに投射する。凹面鏡４８はミラーホルダー４９に両面粘着テープにより接着されている。凹面鏡４８は、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂にアルミニウム（Ａｌ）を蒸着させ反射膜を形成したものである。ミラーホルダー４９はＰＢＴ等の樹脂からなるものであり、歯車部４９ａ及び軸部４９ｂが一体に形成されている。軸部４９ｂはハウジング１５に設けられた軸受部（図示しない）に軸支されている。
【００２４】
ステッピングモータ５１は、凹面鏡４８を回動させ、表示光Ｌの投射方向を調整する。歯車５０はステッピングモータ５１の回動軸に取付けられており、歯車部４９ａと噛み合わされている。運転者４は、押ボタンスイッチ（図示しない）を操作し、表示光Ｌが目の位置に反射されるように、凹面鏡４８の角度を調整する。
【００２５】
ハウジング１５は、上側ケース６１と下側ケース６２とからなるものであり、上側ケース６１には、表示光Ｌが出射する窓部６４が設けられている。この窓部６４は、透光性樹脂（例えばアクリル）からなるものであり、湾曲形状になっている。ハウジング１５の上側ケース６１には遮光壁１５ａが設けられており、太陽光等の外光が液晶表示器１１，１２に入射し虚像Ｖ１，Ｖ２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。遮光壁１５ａは平板形状になっており、上側ケース６１の上部から斜めに垂下するように形成されている。
【００２６】
液晶表示パネル１６は、他車両７４の位置を指し示す矢印を表示し、液晶表示器１１が発した表示光Ｌ１によって、虚像Ｖ１が表示される。液晶表示パネル１６は、光軸に対して傾斜配置されており、虚像Ｖ１は、側面視で略水平に表示される。液晶表示パネル２６は、自車両７３から他車両７４までの相対距離をデジタル表示し、液晶表示器１２が発した表示光Ｌ２によって、虚像Ｖ２が表示される。液晶表示パネル２６は、光軸に対して垂直配置されており、虚像Ｖ２は、側面視で略垂直に表示される。
【００２７】
表示手段４は、奥行きのある表示表現が可能であり、フロントガラス５（投影部材）に表示光Ｌ１を投射して、車両前方の道路に概ね平行な虚像Ｖ１を表示できる。なお、奥行きのある表示表現が可能な表示手段として、両眼立体視による立体視が可能な表示器又は表示システムを用いることで奥行きのある虚像を表示しても良い。
【００２８】
次に、表示手段４に表示する表示内容を制御部３で生成する方法について説明する。
【００２９】
図７は、自車両７３に対する虚像Ｖ１の表示像位置を表しており、表示手段４によって自車両７３の前方に道路面と概ね平行に表示される。なお、虚像Ｖ１は対象の方向が示せる表現であればよく、例えば一つ以上の三角形や長手方向に伸びた長方形でも良い。更に、平面的な図形だけでなく、立体的な三角錐や円錐などでも良い。
【００３０】
虚像Ｖ１は回転軸７２（所定箇所）を中心に回転角７６だけ回転して表示する。この回転角７６は、測距センサ１によって検出された他車両７４との相対距離に基づいて決定する。
【００３１】
図８に相対距離８１と回転角７６との関係を図示する。横軸は相対距離８１であり、縦軸は回転角７６であり、特性曲線８３によって相対距離８１に対する回転角７６の関係を表している。相対距離８１が長いと回転角７６は小さくなり、後方からの他車両７４が接近するにつれて相対距離８１が短くなると回転角７６は大きくなる。この表示制御によって、後方からの他車両７４が存在する位置を矢印の方向から直感的に認知することができる。
【００３２】
次に、後方からの他車両７４との相対速度と相対距離に基づく矢印表示の表示制御方法について説明する。
【００３３】
矢印表示の表現方法は、緊急度のレベルに応じて変化させる。図９に示すように、緊急度のレベルは相対距離データと相対速度データの状況に応じて決定する。横軸は相対速度９１であり、縦軸は相対距離９２である。相対速度９１と相対距離９２にはそれぞれ相対速度閾値９３と相対距離閾値９４があり、この閾値９３，９４によって４つの領域９５，９６，９７，９８に分けられる。なお、この閾値はそれぞれ２つ以上であっても良く、領域が６つ以上に分けられても良い。
【００３４】
測距センサ１から入力された相対速度データと相対距離データから緊急度レベルを決定し、各緊急度レベルに応じて矢印表示の表示方法を変化させる。例えば、緊急度レベルが危険レベルの領域９５である場合、矢印の色を危険表示色にて表示する。緊急度レベルが注意レベルの領域９６，９７である場合、矢印の色を注意表示色にて表示する。緊急度レベルが準備レベルの領域９８である場合、矢印の色を準備表示色にて表示する（図１０参照）。なお、矢印の表示変化は色による変化の他に、矢印の太さ、矢印の頭部分の大きさや鋭さ、矢印の長さ、点滅の有無や点滅周期などの変化を用いても良い。この表示制御によって、注意すべき後方からの接近物の存在方向だけでなく、相対速度と相対距離からなる緊急度も短時間且つ正確に認知することができる。
【００３５】
次に、後方の他車両７４との相対速度の変化量が急激に変化した場合の表示制御方法について説明する。通常、相対距離データに基づいて回転角７６を随時変化させるが、相対速度の変化量が一定の値を超えた時、図１１に示すように過去の矢印表示を残像のように一定時間表示する。図１１では、ある時間ｔにおける矢印表示を残像表示として薄い階調で表示し、時間ｔから一定時間経過したｔ＋ｔ０時間での矢印表示は本表示として通常の階調で表示している。ここでｔ０とは、残像表示と本表示との時間差を表わす。
【００３６】
尚、時間tにおける矢印表示は薄い階調で表示するだけでなく、輪郭線のみで表示する方法や矢印の幅を狭くするなどしても良い。また、反対に時間t+t0の矢印表示を強調するような輪郭線を追加するなどしても良い。この表示制御によって、高速に接近する後方接近物の存在を、その存在位置と共に瞬間的に認知することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  測距センサ（検出手段）
３  制御部（制御手段）
４  表示手段
５  フロントガラス（投影部材）
１１  第一の液晶表示器（第一の表示器）
１２  第二の液晶表示器（第二の表示器）
１３  ハーフミラー１３（透過反射板）
１６  液晶表示パネル（第一の表示パネル）
２６  液晶表示パネル（第二の表示パネル）
７２  回転軸（所定箇所）
７３  自車両
７４  他車両
【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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