(57)【要約】【課題】投影先をフロントガラスとリアガラスとで切り替えることのできるヘッドアップディスプレイを得る。【解決手段】ミラー２ｂは、表示装置２ａが表示する映像の表示光を反射させ、表示光を投影先に導く。また、ミラー２ｂは、制御部６により制御される回転部５のモータの回転に伴い回転する。回転部５及び制御部６は、ミラー２ｂを回転させて、表示光の投影先を車両のフロントガラス１００とリアガラス１０１とで切り替える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像を表示する表示装置と、
前記表示装置が表示する映像の表示光を反射させ、前記表示光を投影先に導くミラーと、
前記ミラーを回転させて、前記表示光の投影先を車両のフロントガラスとリアガラスとで切り替える回転制御部とを備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイ。
【請求項２】
前記回転制御部は、前記ミラーを回転させて、前記表示光の投影先を車両の前方路面又は後方路面に切り替えることを特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項３】
前記回転制御部は、前記ミラーを回転させて、前記表示光の投影先をリアシートエンタテイメント用のスクリーンに切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項４】
前記表示光の投影先がリアガラスである場合、前記表示装置は、車両と後方車両との車間距離を示す映像、誤って通り過ぎた目的地を示す映像、又は、ハンドル操作量を示す映像を表示することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のヘッドアップディスプレイ。
【請求項５】
前記表示装置は、リアガラス上で文字が反転した状態となる映像を表示することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載のヘッドアップディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両等に設けられるヘッドアップディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、交通情報、車速情報等を提供するにあたり、運転者の顔がどの方向を向いているかを検出して、その顔の向きに合わせてプロジェクタの投影方向を変更する車両用情報表示装置が開示されている。このように、運転者等の車両の搭乗者にとって、運転に関係する情報を取得することは重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８―１７４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、搭乗者に各種の情報を提供する装置としては、近年、ヘッドアップディスプレイが知られ始めている。ヘッドアップディスプレイは、搭乗者がフロントガラスを通して前方を確認しながら運転中にでも情報が視認できるように、主に、車両のフロントガラス、ダッシュボードに取り付けたコンバイナ等、搭乗者から見た前方に各種の情報を示した映像を投影するものであるが、それ以外の場所にも投影できると、搭乗者にとっての利便性が向上して好ましい。特に例えば、駐車時等リアガラスを通して後方確認が必要な運転状況下では、リアガラスに映像を投影できると利便性が向上する。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、投影先をフロントガラスとリアガラスとで切り替えることのできるヘッドアップディスプレイを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るヘッドアップディスプレイは、映像を表示する表示装置と、表示装置が表示する映像の表示光を反射させ、表示光を投影先に導くミラーと、ミラーを回転させて、表示光の投影先を車両のフロントガラスとリアガラスとで切り替える回転制御部とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、回転制御部によりミラーを回転させることで、投影先をフロントガラスとリアガラスとで切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイの設置状況を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイの光源部の詳細を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイの構成図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、この発明の実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイの描画部及び制御部のハードウェア構成例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイによる処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイによって、フロントガラスに投影される映像例を示す図である。
【図７】図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃは、この発明の実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイによって、リアガラスに投影される映像例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１の設置状況を示す概略図である。図示のように、ヘッドアップディスプレイ１は、車両に設置されている。また、図２は、図１に示すヘッドアップディスプレイ１の光源部２についての詳細図である。
【００１０】
ヘッドアップディスプレイ１は、映像の表示光Ｌを出射する光源部２を有し、光源部２は、例えば車両天井に設置されている。
光源部２は、詳細には、表示装置２ａとミラー２ｂとを有する。
表示装置２ａは、映像を表示するものであり、液晶ディスプレイ、蛍光表示管、レーザ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等で構成される。
【００１１】
ミラー２ｂは、表示装置２ａが表示する映像の表示光Ｌを反射させ、表示光Ｌを投影先に導く。ミラー２ｂは、その反射面を表示装置２ａの表示面に対向させた状態で、当該反射面の当該表示面に対する角度が変更可能なように、回転自在に支持される。
【００１２】
図１及び図２では、回転方向Ｘに沿って回転するミラー２ｂが、表示装置２ａの表示面に対して第１の傾き状態で置かれ、表示光Ｌをフロントガラス１００に導く場合を破線で示し、表示装置２ａの表示面に対して第２の傾き状態で置かれ、表示光Ｌをリアガラス１０１に導く場合を実線で示している。
【００１３】
このように、ミラー２ｂを回転させて表示光Ｌの進路を変えることで、ヘッドアップディスプレイ１は、表示光Ｌの投影先をフロントガラス１００とリアガラス１０１とで切り替える。
なお、車両天井には、図１のようにスクリーン３が設置されていてもよい。スクリーン３は、例えば不使用時には車両天井に収納可能なように設置される。
また、後述の図３に示す描画部４、回転部５、制御部６及びメモリ７は、図１では不図示となっている。
【００１４】
図３に、ヘッドアップディスプレイ１の構成図を示す。図３では、ヘッドアップディスプレイ１と通信可能に接続されるナビゲーション装置１３等の周辺機器についても示している。
リアカメラ１０は、車外に向けられたカメラであり、車両の後方を撮影して、後方車両等が写った周囲映像を、ナビゲーション装置１３に出力する。
コーナセンサ１１は、車両の後方隅部に設置され、後方車両との車間距離を計測して出力する。
車両ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１２は、各種センサによって検出される車両の状態及び搭乗者の操作入力等に応じて、車載の各種電装機器を電気的に動作制御するものである。また、車両ＥＣＵ１２は、検出された車両の状態及び搭乗者の操作入力等を示す情報を出力する。検出された車両の状態及び搭乗者の操作入力等を示す情報とは、例えば車速、シフトレバーの位置等を示す情報であり、制御部６等に出力される。
ナビゲーション装置１３は、目的地までの経路案内、現在位置の表示等を行うものである。
【００１５】
表示装置２ａは、描画部４が生成した映像信号を用いて映像を表示する。
描画部４は、ナビゲーション装置１３経由で取得したリアカメラ１０により撮影された映像、ナビゲーション装置１３から取得した３Ｄ地図画像、制御部６経由で取得した車両ＥＣＵ１２及びコーナセンサ１１の出力情報等を用いて、映像信号を生成する。
回転部５は、モータ、また、当該モータの出力を伝達するギア機構等を有する。
ミラー２ｂは、回転部５のモータの回転に伴い回転するように支持されている。
【００１６】
制御部６は、ナビゲーション装置１３等の周辺機器と通信をしながら、ヘッドアップディスプレイ１の動作を統括的に制御する。例えば、回転部５のモータの駆動を制御して、ミラー２ｂを回転させる。また、表示装置２ａに映像表示の開始及び停止を指示する。また、描画部４に、車速、シフトレバーの位置情報等を出力し、描画部４からは、映像信号の生成状況等を取得する。
メモリ７は、描画部４及び制御部６が演算処理を行う際の一時的な記憶領域として使用される。
実施の形態１では、回転部５及び回転部５を制御する際の制御部６が、回転制御部として機能する。
【００１７】
描画部４、制御部６の各部の機能は、処理回路により実現される。当該処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよい。ＣＰＵは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とも呼ばれる。
【００１８】
図４Ａは、描画部４、制御部６の各部の機能を、専用のハードウェアである処理回路２００で実現した場合のハードウェア構成例を示す図である。処理回路２００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。描画部４、制御部６の各部の機能を別個の処理回路２００を組み合わせて実現してもよいし、描画部４、制御部６の各部の機能を１つの処理回路２００で実現してもよい。
【００１９】
図４Ｂは、描画部４、制御部６の各部の機能を、メモリ２０１に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ２０２で実現した場合のハードウェア構成例を示す図である。メモリ２０１は、図３に示したメモリ７を構成するものであってもよい。この場合、描画部４、制御部６の各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組合せにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２０１に格納される。ＣＰＵ２０２は、メモリ２０１に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、描画部４、制御部６の各部の機能を実現する。すなわち、ヘッドアップディスプレイ１は、後述する図５のフローチャートで示すステップＳＴ１〜ＳＴ７が結果的に実行されることになるプログラム等を格納するためのメモリ２０１を有する。また、これらのプログラムは、描画部４、制御部６の各部の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ２０１は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）等が該当する。描画部４の機能は、ＣＰＵ２０２に代えてＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて実現されるようにしてもよい。
【００２０】
なお、描画部４、制御部６の各部の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、描画部４については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、制御部６については処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
【００２１】
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組合せによって、上記の描画部４、制御部６の各部の機能を実現することができる。
【００２２】
次に、上記のように構成されたヘッドアップディスプレイ１による処理の一例について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。
制御部６は、車両ＥＣＵ１２からの出力情報を用いて、アクセサリスイッチの状態を監視しており、アクセサリスイッチがＯＮとなると（ステップＳＴ１）、制御部６は、車両ＥＣＵ１２からの出力情報を用いて、シフトレバーの位置がＲ（リバース）であるかを判定する（ステップＳＴ２）。
【００２３】
シフトレバーの位置がＲではない場合（ステップＳＴ２；ＮＯ）、制御部６は、予め設定された目的地を誤って通り過ぎてしまったかを判定する（ステップＳＴ３）。これは、例えば、ナビゲーション装置１３から推奨経路と現在位置の情報を取得することにより、判定可能である。なお、ステップＳＴ３での目的地とは、最終的な目的地だけでなく、最終的な目的地に至るまでに通過することを推奨されている経路上の各地点のことも指す。
【００２４】
推奨されている経路通りに車両が走行している場合（ステップＳＴ３；ＮＯ）、制御部６は、コーナセンサ１１が出力する計測結果を用いて、後方車両が設定距離以内に接近しているかを判定する（ステップＳＴ４）。
【００２５】
後方車両が設定距離以内に接近してはいない場合（ステップＳＴ４；ＮＯ）、制御部６は、動作モードをフロントガラス投影モードに設定する（ステップＳＴ５）。
フロントガラス投影モードでは、制御部６は、回転部５のモータを回転させ、表示装置２ａが表示する映像の表示光Ｌを、フロントガラス１００に導く配置となるように、ミラー２ｂを回転させる。また、描画部４は、フロントガラス投影モードに合わせた映像信号を生成し、表示装置２ａに出力する。
【００２６】
ここで、図６に、フロントガラス投影モード下のヘッドアップディスプレイ１により、フロントガラス１００に投影される映像例を示す。
フロントガラス投影モードでは、表示装置２ａは、車速Ａ１、ハンドル角度に応じて連動するガイドラインＡ２等を示す映像を表示し、当該映像がフロントガラス１００に投影される。ガイドラインＡ２は、例えば、そのときのハンドル角度を維持した場合にタイヤが描く軌跡を、フロントガラス１００越しに見える前方路面に重畳して見えるように表示するものである。車速及びハンドル角度は、車両ＥＣＵ１２の出力情報から取得することが可能である。
【００２７】
一方、シフトレバーの位置がＲである場合（ステップＳＴ２；ＹＥＳ）、目的地を誤って通り過ぎてしまった場合（ステップＳＴ３；ＹＥＳ）又は後方車両が設定距離以内に接近している場合（ステップＳＴ４；ＹＥＳ）、制御部６は、動作モードをリアガラス投影モードに設定する（ステップＳＴ６）。
リアガラス投影モードでは、制御部６は、回転部５のモータを回転させ、表示装置２ａが表示する映像の表示光Ｌを、リアガラス１０１に導く配置となるようにミラー２ｂを回転させる。また、描画部４は、リアガラス投影モードに合わせた映像信号を生成し、表示装置２ａに出力する。
【００２８】
ここで、図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃに、リアガラス投影モード下のヘッドアップディスプレイ１により、リアガラス１０１に投影される映像例を示す。
リアガラス投影モードでは、例えば図７Ａに示すように、表示装置２ａは、後方車両との車間距離を示す映像を表示し、当該映像がリアガラス１０１に投影される。このとき、表示装置２ａは、リアカメラ１０により撮影された映像及びコーナセンサ１１による計測結果に基づき生成された車間距離を示す映像を表示する。車間距離が設定距離以下となっている後方車両については、リアガラス１０１越しに見える後方車両を囲むように見える色付きの枠Ｆ１を表示することで、運転者に警告を与えることが可能である。また、その際、車内から見てリアガラス１０１上で文字が左右反転した状態となる映像を、表示装置２ａが表示することが好ましい。このようにすることで、運転者がルームミラーを見ることによりリアガラス１０１を通して後方確認をしている際、文字表示を読み取りやすくすることができる。
【００２９】
また、リアガラス投影モードでは、例えば図７Ｂに示すように、表示装置２ａは、誤って通り過ぎてしまった目的地を示す映像を表示し、当該映像がリアガラス１０１に投影される。このとき、描画部４がナビゲーション装置１３から誤って通り過ぎてしまった目的地の３Ｄ地図を取得して表示装置２ａに表示させることで、誤って通り過ぎた旨を運転者に伝える。誤って通り過ぎた目的地については、色付きの枠Ｆ２で囲まれるなどすることで、運転者により分かりやすく伝えることが可能である。また、３Ｄ地図に代えて、リアカメラ１０で撮影した映像を用いて、誤って通り過ぎてしまった目的地を示してもよい。例えば、ステップＳＴ３で目的地を誤って通り過ぎてしまったと制御部６が判定すると、その時にリアカメラ１０で撮影された映像を、描画部４は使用する。図７Ａのときと同様に、車内から見てリアガラス１０１上で文字が左右反転した状態となる映像を、表示装置２ａは表示してもよい。
【００３０】
また、リアガラス投影モードでは、例えば図７Ｃに示すように、表示装置２ａは、駐車時に必要なハンドル操作量に応じて連動するガイドラインＢ１を示す映像を表示し、当該映像がリアガラス１０１に投影される。ガイドラインＢ１は、ハンドルを大きく回転させる必要があるときほど、水平線に対して寝かせた状態となる。必要なハンドル操作量は、例えば、リアカメラ１０が撮影した映像を解析して駐車位置までのハンドル操作を算出する不図示の駐車支援システムから、描画部４が取得する。
【００３１】
以上のステップＳＴ２〜ＳＴ６の処理は、車両ＥＣＵ１２からの出力情報を用いて、アクセサリスイッチがＯＦＦとなったことを制御部６が検出するまで（ステップＳＴ７）、繰り返し行われる。
このように、ミラー２ｂを回転させて投影先をフロントガラス１００とリアガラス１０１とで切り替えて、駐車時等の後方確認が必要な運転状況下ではリアガラス１０１に映像を投影することにより、利便性が向上する。
ミラー２ｂにより投影先を切り替えるので、フロントガラス１００に投影する用のヘッドアップディスプレイとリアガラス１０１に投影する用の他のヘッドアップディスプレイとをそれぞれ別々に設置する必要がなく、システムの簡素化及びコスト上昇の抑制が可能である。
【００３２】
なお、フロントガラス投影モードの際、回転部５及び制御部６は、ミラー２ｂを回転させて、表示装置２ａが表示する映像の表示光Ｌの投影先を、車両の前方路面としてもよい。例えば、ガイドラインＡ２のような、そのときのハンドル角度を維持した場合にタイヤが描く軌跡を、前方路面に投影すれば、他車及び車両周囲の人に、車両の予測進路を伝えることができる。
そして、リアガラス投影モードの際は、回転部５及び制御部６は、ミラー２ｂを回転させて、表示装置２ａが表示する映像の表示光Ｌの投影先を、車両の後方路面としてもよい。例えば、ガイドラインＡ２と同様に、そのときのハンドル角度を維持した場合にタイヤが描く軌跡を、後方路面に投影すれば、他車及び車両周囲の人に、車両の予測進路を伝えることができる。また、ガイドラインＢ１のような、必要なハンドル操作量を示す図形を、後方路面に投影すれば、他車及び車両周囲の人に、予測される車両のハンドル操作を伝えることができる。
【００３３】
また、投影先をフロントガラス１００とするか、リアガラス１０１とするかの切替えのタイミングは、図５のフローチャートで示したように制御部６による状況判定に従ってもよいし、搭乗者が切替えを望むときにヘッドアップディスプレイ１に指示するようにしてもよい。
【００３４】
また、回転部５及び制御部６は、ミラー２ｂを回転させて、表示装置２ａが表示する映像の表示光Ｌの投影先を、スクリーン３としてもよい。スクリーン３は、リアシートエンタテイメント用のスクリーンであり、フロントガラス投影モード及びリアガラス投影モードのいずれでもないときに、表示装置２ａがエンタテイメント映像を表示することで、搭乗者にリアシートエンタテイメントを提供できる。
【００３５】
以上のように、この実施の形態１に係るヘッドアップディスプレイ１によれば、ミラー２ｂを回転させることにより、投影先をフロントガラス１００とリアガラス１０１とで切り替えることができる。
【００３６】
また、回転部５及び制御部６は、ミラー２ｂを回転させて、表示光Ｌの投影先を車両の前方路面又は後方路面に切り替えることとした。このようにすると、他車及び車両周囲の人に、車両の予測進路等を伝えることができる。また、運転者にとっては、運転のイメージがつかみやすくなる。
【００３７】
また、回転部５及び制御部６は、ミラー２ｂを回転させて、表示光Ｌの投影先をリアシートエンタテイメント用のスクリーン３に切り替えることとした。このようにすると、ヘッドアップディスプレイ１によりリアシートエンタテイメントを提供することができる。
【００３８】
また、表示光Ｌの投影先がリアガラス１０１である場合、表示装置２ａは、車両と後方車両との車間距離を示す映像、誤って通り過ぎた目的地を示す映像、又は、ハンドル操作量を示す映像を表示することとした。このようにすると、運転操作に役立つ情報を運転者に提供することができる。
【００３９】
また、表示装置２ａは、リアガラス１０１上で文字が反転した状態となる映像を表示することとした。このようにすると、運転者がルームミラーを見ることによりリアガラス１０１を通して後方確認をしている際、文字表示を読み取りやすくすることができる。
【００４０】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  ヘッドアップディスプレイ、２  光源部、２ａ  表示装置、２ｂ  ミラー、３  スクリーン、４  描画部、５  回転部、６  制御部、７  メモリ、１０  リアカメラ、１１  コーナセンサ、１２  車両ＥＣＵ、１３  ナビゲーション装置、１００  フロントガラス、１０１  リアガラス、２００  処理回路、２０１  メモリ、２０２  ＣＰＵ。
【図１】
2017173410.tif 000003
【図２】
2017173410.tif 000004
【図３】
2017173410.tif 000005
【図４】
2017173410.tif 000006
【図５】
2017173410.tif 000007
【図６】
2017173410.tif 000008
【図７】
2017173410.tif 000009