JPH0281731A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はヘッドアップデイスプレィｖＬＭに関し、特に
車両等においてフロントガラスの前方に運転情報等の表
示情報を車速に対応させ表示位置を変化させて表示する
ようにしたヘッドアップデイスプレィ装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来より多Ｆｊ）１ｍ反射面や体積型位相回折格子。

そしてホログラム光学素子等の光学的に透明な光束結合
素子を用いて表示情報を外界の自然風景等の＃像情報に
同−視野内で空間的に重畳してａｌｌ察するようにした
表示装置は、一般にヘッドアップデイスプレィ装置と呼
ばれ、各分野て多用されている。

例えば航空機の操縦席をはじめとし、種々の車両等に適
用したものが種々と撮案されている。

一般にこの種のへウドアップデイスプレィ装置において
は表示素子からの表示情報をＨ’Ｓ！者の鮫寮視野内の
どこの位置に表示するかが重要な問題となっている。

例えば車両等では高速運転時にはドライバーの視線はフ
ロントガラスの中央付近に位置し、低速運転時や交通渋
滞時には下方に位置している。

上述の如き、観察者の視線の問題に加えて視野の広さの
変化から生じる表示位置の問題もある。

即ち、一般に視覚上高速時は運転者の視野が狭くなり、
他方、低速時には視野が広くなる傾向がある。

従って、表示位置を低速時に都合がよいように定めると
高速時には視野から外れたり、前景を遮ることになりか
ねないし、高速時を基準にして表示位置を定めると低速
時には前景と重なるおそれもある。一方、運転者の視野
を成る程度以上遮ることは法的にも規制されている。

又、運転者の体格や運転姿勢あるいは運転時の癖などに
よっても用事の適切な位置は異なるので表示位置の決定
は一般に大変に困難である。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は車両等において自然風景等の画像情報と車両内
に設けた表示素子からの表示情報の双方の情報を光束結
合素子を介して重畳して、双方の情報を同−視野内で観
察する際車両の速度に対応させ１表示素子からの表示情
報の表示位置や結像位置を変化させることにより、常に
良好なる状態で双方の情報を観察することが出来る特に
車両等に好適なヘッドアップデイスプレィ装置の提供を
０的とする。

（問題点を解決するための手段） 可動物体の所定の空間内に対象体が収納されたときに該
対象体が収納される可動物体の速度を検出する速度検出
手段と、該対象体の位置と該速度検出手段からの出力信
号を用いて所定の演算を行う演算手段と該演算手段から
の出力信号に基づいて、該可動物体内に設けた表示素子
を駆動させ該表示素子の表示位置を変化させて該対象体
に対向させて表示するようにした表示手段とを有してい
ることである。

（実施例） 第１図は本発明を車両等の可ｌ！ｌＩ物体に適用したと
きの一実施例の概略図である。

図中３０５は表示素子てあり、液晶パネルやＣＲＴ等よ
り成っている。

１）はフィルター、２０２は光束結合素子でありフロン
トガラスの一部に設けられている０本実施例では光束結
合索子２０２は、−例としてホログラムより構成されて
おり、所定の焦点距離のレンズ作用を有している。

２０１は対象体としての運転者、３０５ａは表示素子３
０５の光束結合素子２０２を介して観察される虚像であ
り、同図ては図示の都合上縮少して示している。

３０４は駆動手段であり表示素子３０５を駆動させ光束
結合素子２０２を介して運転者２０１により観察される
位置を後述する演算子段３０１からの信号に基づいて変
位させている０表示素子３０５と駆動手段３０４は表示
手段の一部を構成している。３００は計測手段であり、
車両の天井２０３等に設けられており、対象体である運
転者２０１の頭の位置等を計測している。計測手段３０
０としては例えば超音波計ｌｌｌ１Ｉや光学的な位置計
測器等から戊っている。

３０Ｂは高さ検出手段であり、車両の路面からの高さを
計測しており１例えば計測手段３００と同様の構成より
成っている。

３０３は速度検出手段であり１例えばタイヤ３０２の回
転数より車両の速度を求めている。

３０１は演算手段であり計測手段３００．高さ検出手段
３０６そして速度検出手段３０３からの出力信号を基に
して表示素子３０５による画像をフロントガラス（光束
結合素子２０２）の前方どの位置に表示するのが良いか
をｖｋ述する演算方法により求め１ｗＡ勅手段３０４に
駆ａ＠号を送出している。駆動手段３０４は演算手段３
０１からの駆動信号に基づいて表示素子３０５を駆動さ
せている。これによりフロントガラスの前方所定位置に
表示素子３０５の虚像が観察されるようにしている。

例えば車両が低速時には表示素子３０５が車両の重力下
方の近距離位置に表示されるようにし。

逆に高速時には前方水平方向に近い遠方位置に表示され
るように各要素を設定している。

尚、高さ検出手段３０６は特に設けなくても運転者２０
１の眼の高さが求められれば良＜、Ｍ似者が手動で入力
、たとえば前方に指標を表示して眼の高さと合わせれば
良い。

次に本実施例における表示素子３０５の表示位置に関す
る演算方法について示す、今１Ｍ転者２０１の路面から
の頭の高さをｈ　（ｍ）　、車速をν（ｍ／秒）、そし
て視野中における外景の動きの角速度なω（ｒａｄ／秒
）とする。

！ｓ１図に示すように視線が水平線となす角度な０、路
面上の観察地点をＡ１点Ａまでの水平距離を立とすると θ　−ａｒｅ　ｔａｎ　（ｈ／皇）・・・・・・・・・
・・・・・・（１）となる、今、車速がν（ｍ／秒）の
とき１秒後の点Ａの観察される位置（Ｏ＋ω）は １）　　　（１）　−ｍｒｃｔａｎｌ　ｈ　／（１−ｙ
））・・・・（２）となる、ここでν（！とすると視野
内て観察される外景の勅きωは ω　　噛□　５ｉｎｏ　拳ｃｏｓｔ）　　　拳・・−・
・・・■働＋＋（コ）又 となる、（１）、（３）式より！を消去するとω　−−
２−一　ｓｉｎ”θ　　・・・・・・・・・・・・・・
・・・（４）となる、これより運転者の頭の高さｈと車
速νを求めることにより視野内での外景の動きである角
速度ωが得られる。

本実施例では演算手段３０１によりこのときの角速度ω
を求め、表示素子３０５の表示位置をこれに基づいて前
述の如く決定している。

車Ｐ４等においては適当な角速度ωは種々の実験結果よ
り ０．３≦　ω　≦　１．２　（ｒａｄ／５ｅｃ）の範囲
に設定するのが良い、最も単純な駆動手段としては角速
度ωが一定の値、例えばω＝０．６になるように設定す
ることができる。

表示素子の表示位置はあまり下方になっても良くなく、
又視野の中心位置に近づいても良くないので１本実施例
では演算手段３０１に予め上限値と上限値を設定してお
き１例えば１４１図に示す角ＩＦｅが ｌＯｏ　　　≦　　θ　　≦　３０　。

の範囲内で変位するように制御している。

第２図はω＝０．６と設定した場合の、車速と。

視野内の表示位置をあられしたものである０時速９ｋｍ
以下では表示は０Ｒ３０°の位置にあり、時速７０ｋｍ
までの間では、所定の関数に従い表示位置は動かされる
。また１時速７０ｋｍ以上では表示位置は固定される。

第３図は第２図の算定結果に従って、座高の高い人ある
いは座高の低い人に対して表示位置を算出した結果をあ
られしたものである。

（発明の効果） 本発明によれば運転者がＨ！！する外景の動き（角速度
）を基に表示素子の表示位置を変位させることにより、
車速に応じた適切なる視野位置で表示情報と他の画像情
報の双方を常に良好なる状態て観察することができるヘ
ッドアップデイスプレィ装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略図０ｗ４２図。 第３図は車速と視野内の表示位置との関係を示す説明図
である６図中３００は計測手段、３０１は演算手段、３
０２はタイヤ、３０３は速度検出手段、３０４は駆動手
段、３０５は表示素子。 ３０６は高さ検出手段、２０１は運転者、２０２は光束
結合素子、２０３は車両の天井、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可動物体の所定の空間内に対象体が収納されたと
   きに該対象体が収納される可動物体の速度を検出する速
   度検出手段と、該対象体の位置と該速度検出手段からの
   出力信号を用いて所定の演算を行う演算手段と該演算手
   段からの出力信号に基づいて、該可動物体内に設けた表
   示素子を駆動させ該表示素子の表示位置を変化させて該
   対象体に対向させて表示するようにした表示手段とを有
   していることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装
   置。