JPH07257228A

JPH07257228A - 車両用表示装置

Info

Publication number: JPH07257228A
Application number: JP6073858A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujimoto; 浩藤本; Shigeru Okabayashi; 繁岡林
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】運転者の余分な視線移動を減少させる。【構成】地図データとＧＰＳ等を用いて自車位置を検
出し、目的地への誘導経路をＨＵＤプロジェクタ１４で
表示する表示装置において、車内に赤外カメラ１１を設
けて運転者の眼球位置Ｂを検出し、車両前方道路の誘導
経路との交差点位置Ａと眼球位置Ｂを結ぶ直線上に、進
行方向を示すＨＵＤ表示像Ｚを結像させる。これによ
り、従来、ＨＵＤ表示が固定位置になされ、ＨＵＤ表示
像を見てから実際の道路における交差点位置を探さねば
ならないのに比べ、視線を移動させる必要がなく迅速に
状況を視認することができる。また、運転者からはＨＵ
Ｄ表示像Ｚが車両前方道路のＡ点に重畳してあたかも路
面に書き込まれたように観察されるから、進行方向表示
に際して道路輪郭まで表示する必要なく、ウインドシー
ルド３を通しての前方確認時にノイズとなりかねない余
分な表示が省ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両走行を誘導支援す
るヘッドアップディスプレー装置を利用した車両用表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、この種のヘッドアップディスプ
レー装置を用いた車両用表示装置としては、例えば、図
３５および図３６に示すようなものがある。すなわち、
中央演算装置１３Ｑに機能選択スイッチ２０と目的地設
定部２１からなる入力部と地図データ記憶装置２２が接
続され、入力部から車両走行を誘導してほしい目的地ま
での情報が入力されると、中央演算装置では経路検索部
３４がその情報と地図データ記憶装置２２に格納されて
いる地図データを基に、車両走行誘導経路を検出する。
一方、自車位置検出部３３が、ＧＰＳアンテナ２３が受
信した位置計測用衛星２４の衛星信号ＳＥ、サインポス
ト用アンテナ２５が受信したサインポスト２６からのサ
インポスト信号ＳＳおよび車輪速センサ２７の車輪速デ
ータ等に基づく位置データから、地図データ記憶装置２
２の地図データを検索して走行エリアにおける自車位置
を検出する。

【０００３】中央演算装置１３Ｑ内ではさらに、車両前
方道路検出部３５が上に検出した自車位置、車両走行誘
導経路ならびに地図データを基に車両前方道路を検出し
て、その道路輪郭と車両進行方向を含むＨＵＤ表示画像
用データをＨＵＤプロジェクタ制御部へ送る。そして、
ＨＵＤプロジェクタ制御部１５は、上記ＨＵＤ表示用画
像用データに基づいて、ヘッドアップディスプレー（以
下、ＨＵＤと呼ぶ）プロジェクタ１４により道路輪郭と
進行方向を示すＨＵＤ表示像ＺＱをウィンドシールド３
に表示させる。この際、照度センサ１６により前景Ｗの
明るさを判断し、ＨＵＤ表示光Ｌの輝度を調整して、前
景Ｗに対しコントラストを持たせるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の車両用表示装置にあっては、図３７および図
３８に示すように、ＨＵＤ表示光Ｌの光路が、Ｆ→Ｄ→
Ｂに固定されているため、運転者は、まず点Ｅに結像さ
れたＨＵＤ表示像ＺＱを確認した後に、前景Ｗ中にＨＵ
Ｄ表示像ＺＱが示す誘道路（図では左折すべき交差点
Ａ）を確認することとなる。そのため、視線をＡ−Ｃ−
Ｂの線に移し直さねばならず、これにより運転者に余分
な視線移動の負荷がかかるという問題があった。

【０００５】また、上記のように誘導路への進行方向は
どの交差点かを示すため道路輪郭とセットで表示される
が、道路輪郭のような広範囲にわたる多量のＨＵＤ表示
は、経路確認のためのウィンドシールドを通しての前景
情報取得時にはノイズとなり、前景の視認性を妨げるお
それもあった。したがって、本発明は、このような従来
の問題点に着目してなされたものであり、運転者に余分
な視線移動を要求することなく、視認性を向上させた車
両用表示装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため請求項１に記載
の本発明は、図１に示すように、走行エリアにおける自
車位置を検出する自車位置検出手段９０と、車両前方道
路に関する経路情報を検出する経路情報検出手段９１
と、経路情報を表示するヘッドアップディスプレー９２
と、車両座標系において運転者眼球位置を検出する運転
者眼球位置検出手段９３と、運転者眼球位置と車両前方
道路との位置関係を算出する眼球位置・車両前方道路関
係算出手段９４と、ヘッドアップディスプレーの表示像
を前記運転者眼球位置と車両前方道路を結ぶ直線上に結
像させるヘッドアップディスプレー制御手段９５とを有
して、前記経路情報を車両前方道路に重畳して表示する
ものとした。

【０００７】また請求項２に記載の発明は、さらに、運
転者の視線方向を算出する視線方向算出手段９６と、視
線方向が車両前方道路にないときヘッドアップディスプ
レーの表示を停止させる表示可否判断手段９７とを有し
て、運転者の視線方向が車両前方道路にあるときのみ、
前記の経路情報を表示するものとした。

【０００８】さらに、請求項８に記載の発明は、図２に
示すように、請求項１の構成に加え、ウインドシールド
の透過率を変更する透過率制御手段９８と、ウインドシ
ールドの透過率が低下されたとき、ヘッドアップディス
プレーの表示を許可する表示制御手段９９とを有して、
ウインドシールドの透過率が低下したとき前記の経路情
報を表示するものとした。

【０００９】

【作用】請求項１のものでは、自車位置検出手段９０に
より走行エリアでの自車位置が検出され、この自車位置
を基に、経路情報検出手段９１でその車両前方道路に関
する経路情報が検出される。車両上では運転者眼球位置
が検出され、運転者眼球位置と車両前方道路を結ぶ直線
上に、ヘッドアップディスプレー９２により上記経路情
報が表示される。これにより、その表示像は車両前方道
路に重畳してあたかも道路面上に書き込まれたように見
え、運転者は表示された経路情報を車両前方道路上で見
ることができるので、余分な視線移動を必要とせず、視
認性が向上する。請求項２のものは、運転者の視線方向
を算出して、視線方向が車両前方道路にあるときのみ、
経路情報を表示するから、常時ヘッドアップディスプレ
ーによる表示がなされることによる煩わしさが防止され
る。

【００１０】上記経路情報として、車両前方道路から誘
導すべき経路への進行方向を、さらに前景の影に位置す
る誘導すべき経路があるときはその進行方向まで含め
て、表示することができる。また、直線で運転者眼球位
置と結ぶ車両前方道路の標点を、当該車両前方道路と誘
導すべき経路の交差点とし、交差点までの距離が短いと
きは表示像を手前に結像し、距離が長いときは表示像を
遠方に結像させると、奥行き感のある表示が得られる。
上記経路情報としてはこのほか、車両前方道路に対する
自車の車幅、あるいは走行車線の輪郭を表示させること
ができる。

【００１１】また、請求項８のものは、透過率制御手段
９８により、例えば夜間走行中対向車のヘッドランプ光
で運転者が眩惑を受けるとき、ウインドシールドの透過
率が低下されて遮光される。一方、自車位置検出手段９
０により走行エリアでの自車位置が検出され、この自車
位置を基に、経路情報検出手段９１でその車両前方道路
に関する経路情報が検出される。そして、ウインドシー
ルドの透過率が低下されたとき、表示制御手段９９を介
して、運転者眼球位置と車両前方道路を結ぶ直線上に、
ヘッドアップディスプレー９２により上記経路情報が表
示される。これにより、ウインドシールドが遮光されて
も前方の道路状況が確実に認識される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
３は、本発明の第１の実施例の構成を示し、図４は車両
上のレイアウトを示す。赤外カメラ１１が車両１のイ
ンストルメントパネル２に設置され、その出力は中央演
算装置１３に入力している。また、中央演算装置１３か
らの後述するＨＵＤ表示画像用データに基づいて、ＨＵ
Ｄプロジェクタ制御部１５がインストルメントパネル２
に設置されたＨＵＤプロジェクタ１４を制御する。ＨＵ
Ｄプロジェクタ１４から出射されたＨＵＤ表示光Ｌは、
ウインドシールド３で反射して運転者７の眼球８に入射
するようになっている。これにより、車両１の前景Ｗに
対しＨＵＤ表示像（虚像）Ｚが表示される。この際、
ＨＵＤプロジェクタ制御部１５は、照度センサ１６から
の信号により前景Ｗの明るさを判断し、ＨＵＤ表示光Ｌ
の輝度を調整して、前景Ｗに対しコントラストを持たせ
るようになっている。

【００１３】車体上部に設置されたＧＰＳ用アンテナ２
３では、位置計測用衛星２４よりの衛星信号ＳＥを受信
し、サインポスト（ビーコン）用アンテナ２５はサイン
ポスト２６よりのサインポスト信号ＳＳを受信して、そ
れぞれ受信信号を中央演算装置１３に入力する。また、
中央演算装置１３には車輪速センサ２７よりの車輪速信
号も入力される。中央演算装置１３には、さらにステア
リングスイッチとして構成される機能選択スイッチ２０
と、タッチパネルスイッチで構成される目的地設定部２
１が接続され、さらに地図データを記憶している地図デ
ータ記憶装置２２が接続されている。

【００１４】機能選択スイッチ２０は、中央演算装置１
３を介して全体システムのオン・オフを行なうととも
に、ＨＵＤプロジェクタ制御部１５に接続されて、ＨＵ
Ｄ表示のみを一時的に休止させることができる。目的地
設定部２１をなすタッチパネルスイッチは、インストル
メントパネル２の下部に設置されている。

【００１５】中央演算装置１３は、運転者眼球位置検出
装置３１、運転者眼球位置と車両前方道路位置関係算出
部３２、自車位置検出部３３、経路検索部３４、および
車両前方道路検出部３５から構成されている。運転者眼
球位置検出装置３１は、赤外カメラ１１よりの情報を基
に、運転者７の眼球８の位置を算出する。自車位置検出
部３３は、ＧＰＳ用アンテナ２３、サインポスト用アン
テナ２５および車輪速センサ２７よりの入力と、地図デ
ータ記憶装置２２からの地図データを基に自車位置を算
出し、これらは全体としてナビゲーションシステムを形
成している。

【００１６】経路検索部３４は、機能選択スイッチ２０
と目的地設定部２１からの入力情報と、地図データ記憶
装置２２のデータを基に、車両走行誘導用の経路を検索
する。車両前方道路検出部３５は、検索された車両走行
誘導用の経路と自車位置と地図データ記憶装置２２のデ
ータを基に車両前方の道路と誘導すべき道路との交点を
算出し、道路形状と車両進行方向を含むＨＵＤ表示画像
用データを生成する。そして、運転者眼球位置と車両前
方道路位置関係算出部３２は、運転者眼球位置と自車位
置、および車両前方の道路と誘導すべき道路のデータを
基に、運転者７の眼球位置と、前方道路における誘導す
べき道路との交点との位置関係を算出する。

【００１７】赤外カメラ１１は、図示しない自動焦点機
構により運転者７の顔面位置に焦点を合せ、図５に示す
ような赤外カメラ像Ｖを取り込む。赤外カメラ１１はイ
ンストルメントパネル２の所定位置に固定されているか
ら、赤外カメラ像座標系（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）によって
眼球８の３次元位置が求められる。赤外カメラ像Ｖは、
運転者７の顔面と背景から放射される赤外光の割合、す
なわち放射率が異なるため、運転者顔面領域が明るく撮
影される。そして、さらに顔面領域内の表皮部と眼球部
においても赤外光の割合が異なるので、顔面表皮部より
温度の低い眼球部が暗く撮影される。

【００１８】次に、上記装置における制御動作を図６の
フローチャートにより説明する。ステップ１０１では、
運転者７が、目的地設定部２１のタッチパネルスイッチ
を使用して、地図データ記憶装置２２のデータを基に表
示した画面上で車両走行を誘導してほしい目的地までの
情報、すなわち（現在位置→通過点ａ→通過点ｂ→……
→目的地）の要求経路情報を入力する。ステップ１０２
では、中央演算装置１３の経路検索部３４において、上
記要求経路情報を基に、地図データ記憶装置２２に記憶
されている地図データを検索し、車両走行誘導用の経路
を検索する。

【００１９】また、ステップ１０３において、自車位置
検出部３３では、ＧＰＳ用アンテナ２３、サインポスト
用アンテナ２５および車輪速センサ２７が受信あるいは
算出したナビゲーションデータを読み込み、さらにステ
ップ１０４で、そのナビゲーションデータを基に地図デ
ータ記憶装置２２から地図データを検索して、ステップ
１０５で、走行中の車両の現在位置を算出する。

【００２０】次のステップ１０６では、車両前方道路検
出部３５において、ステップ１０２で検索した車両走行
誘導用の経路とステップ１０５で算出した現在位置とか
ら、前方の道路と誘導すべき道路（車両進行方向）を算
出し、経路情報としての車両進行方向を含むＨＵＤ表示
画像用データを生成する。ステップ１０３〜１０５が発
明の自車位置検出手段を、ステップ１０１、１０２、お
よび１０６が経路情報検出手段をそれぞれ構成してい
る。

【００２１】ステップ１０７においては、運転者眼球位
置検出装置３１により、運転者７の眼球８が車両１内の
どこに存在するかが算出される。ここで、ステップ１０
７の詳細を図７のフローチャートにより説明する。ま
ず、ステップ２０１において、図８のように、赤外カメ
ラ１１の焦点を赤外カメラの自動焦点機構により運転者
７の顔面位置に合せ、ステップ２０２で、自動焦点機構
の測距用センサ信号により、赤外カメラ１１から運転者
７の顔面までの距離を読み取る。

【００２２】そしてステップ２０３で、図９の（ａ）に
例示したような赤外カメラ画像Ｖを取り込み、ステップ
２０４で、この赤外カメラ画像Ｖ１、予め定められたし
きい値により２値化処理して、（ｂ）に示すような２値
化画像Ｖ２を得る。上記しきい値は、眼球輝度レベル
以上表皮輝度レベル以下に設定される。このあと、ステ
ップ２０５で、２値化画像Ｖ２のラベリング処理を行な
い、図９の（ｃ）に示されるようなラベリング画像Ｖ３
を得る。

【００２３】すなわち、２値化画像Ｖ２は、表示輝度の
高い即ち温度の高い表皮領域Ｒａ（ノイズ成分を含む）
が、輝度の低い即ち温度の低い背景内に島状に記録さ
れ、更に、眼球領域Ｒｂは温度が低いので表皮領域内に
暗い島として記録されている。したがって、２値化画像
のそれぞれの島に、符号イ〜リを付してラベリング処理
を施し、図９の（ｃ）の画像フレームとするものであ
る。ここでは、表皮領域に（イ）、眼球に（ロ）と
（ハ）が付与されている。

【００２４】そして、ステップ２０６において、ラベリ
ング画像Ｖ３における各島の面積を計算して、まず最大
面積の島（イ）を顔面表皮領域と推定する。ステップ２
０７では、顔面表皮領域（イ）内に含まれる島のなかで
面積が１番目に大きい島（ロ）と２番目に大きい島
（ハ）を眼球領域と推定する。続いてステップ２０８で
は、推定した眼球領域と先のステップ２０２で得た焦点
距離から、図５に点Ｂ、Ｂ’として示す眼球位置が赤外
カメラ像座標系のどの位置に存在するかを算出する。

【００２５】そしてステップ２０９において、眼球位置
の表示を赤外カメラ像座標系（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）から
車両座標系（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）に変換する。すなわ
ち、赤外カメラ１１は図８に示すように車両１の定めら
れた位置に固定されているので、赤外カメラ像座標系
（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）は一義的に車両座標系（ｘｃ，ｙ
ｃ，ｚｃ）に変換可能である。以上のようにしてステッ
プ１０７での運転者眼球位置検出が行なわれると、次に
は図６のステップ１０８へ進む。

【００２６】ステップ１０８では、運転者眼球位置と車
両前方道路位置関係算出部３２において、運転者の眼球
位置と、道路標点としての車両前方道路の誘導経路との
交点との位置関係が算出される。車両位置は、前述のよ
うにステップ１０３〜ステップ１０５においてＧＰＳ衛
星信号ＳＥ、サインポスト信号ＳＳ、車輪速センサ２７
からの信号等による位置データを基に、中央演算装置１
３が地図データ記憶装置２２に記憶された地図情報を参
照して、そのナビゲーションシステムによるグローバル
座標系（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）上での現在位置（走行エリ
ア）が逐次算出されている。

【００２７】グローバル座標系（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）を
図１０に示すが、車両座標系（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）もま
たこのグローバル座標系に変換可能である。従って車両
座標系（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）で表示されている眼球位置
が走行エリア内の何処に存在するかを、図１０のように
グローバル座標系に変換した点Ｂの座標（ｂｘｇ，ｂｙ
ｇ，ｂｚｇ）とすることができる。

【００２８】いま、図１０のグローバル座標系で点Ａ
（Ａｘｇ，Ａｙｇ，Ａｚｇ）にある交差点を左折するよ
うに経路誘導する場合を考える。運転者の眼球８（点
Ｂ）から交差点（点Ａ）をのぞむ方向（直線Ｂ−Ａ）
は、点Ａおよび点Ｂがグローバル座標系上の点に変換さ
れているので、容易に計算できる。また、ＨＵＤにおけ
るコンバイナとしてのウインドシールド３と直線Ｂ−Ａ
の交点Ｃも容易に算出される。このようにして、運転者
眼球位置と、車両前方道路の誘導経路との交点（道路標
点）の位置関係が求められる。

【００２９】このあと、ステップ１０９で、運転者眼球
位置と車両前方道路位置関係算出部３２が、さきに車両
前方道路検出部３５で生成された道路形状と車両進行方
向を含むＨＵＤ表示画像用データをＨＵＤプロジェクタ
制御部１５に送るとともに、図１１に示すように、ウイ
ンドシールド３で反射あるいは回折されるＨＵＤ表示光
Ｌの光路が、直線ＣＢと一致するようにＨＵＤプロジェ
クタ１４内に収められている発光素子の発光点を点Ｆか
ら点Ｇに移動させる制御情報をＨＵＤプロジェクタ制御
部１５に送る。

【００３０】これに基づいて、ＨＵＤプロジェクタ１４
が制御され、それまで他の位置例えば点ＥにあったＨＵ
Ｄ表示像は、そこから道路標点に向かう直線ＡＢ上のＨ
に移動して結像される。こうして、運転者には、点Ｈに
結像されたＨＵＤ表示像Ｚが、図１２に示すように、前
景Ｗ内の交差点位置（点Ａ）に重畳して観察される。ス
テップ１０７が発明の運転者眼球位置検出手段を、ステ
ップ１０８が眼球位置・車両前方道路関係算出手段を、
ステップ１０９がヘッドアップディスプレー制御手段を
それぞれ構成している。またＨＵＤプロジェクタ１４が
発明のヘッドアップディスプレーに該当する。

【００３１】以上のように、この実施例によれば、経路
誘導のためのＨＵＤ表示が前景の前方道路と誘導経路と
の交点と運転者の眼球位置とを結ぶ線上に表示されるか
ら、表示の確認と実際の道路の確認との間で視線を移動
させる必要がなく、視線移動の負荷がかからないととも
に視認性が向上する。

【００３２】なお、経路情報として進行方向の表示に際
しては、さらに前景の影になっていて見えない進行経路
まで表示することもできる。図１３はこのような例を示
すもので、経路誘導において前方の交差点Ａを左折後直
ちに交差点Ｊを右折しなければならない状態をＨＵＤ表
示像ＺAJとして表示したものである。これによれば、前
景Ｗによって交差点Ｊが運転者から確認できない状態に
おいても、交差点Ｊの位置を把握できるので、運転者に
交差点Ａを左折後の運転操作を準備させることができ
る。

【００３３】なお、ＨＵＤプロジェクタ１４として、発
光素子面がウインドシールドに直接対向しているものを
示したが、このほか、発光素子面から非球面ミラーと非
球面レンズを介してウインドシールドに投影するもの、
あるいは、スキャニング機構を備えたレーザヘッドによ
るレーザービームを用いるものなどが適宜使用できる。

【００３４】次にＨＵＤプロジェクタによる他の表示例
を第２の実施例として説明する。ここでは、図１４に示
されるように、ＨＵＤ表示像Ｚ１が遠距離の道路（経
路）を示す場合は、発光点をＧ１として発光点とウイン
ドシールドの反射点間の距離が長くなるようにして、眼
球位置から遠距離表示用結像点Ｈ１までのＨＵＤ表示結
像距離（Ｂ→Ｃ１→Ｈ１）を長くし、ＨＵＤ表示像Ｚ２
が近距離の道路（経路）を示す場合は、発光点をＧ２と
して発光点とウインドシールドの反射点間の距離が短く
なるようにして、近距離表示用結像点Ｈ２までのＨＵＤ
表示結像距離（Ｂ→Ｃ２→Ｈ２）を短くすることによっ
て、結像面Ｋが傾斜するようになっている。これによ
り、車室内の運転者からは、図１５のように、ＨＵＤ表
示像Ｚ１、Ｚ２も前景と同じように奥行き感を持って観
察でき、違和感なくＨＵＤ表示と前景を重畳させて観察
することができる。なお、ＨＵＤプロジェクタとして、
発光素子面から非球面ミラーと非球面レンズを介してウ
インドシールドに投影する形式のＨＵＤプロジェクタ１
４’が用いられている。

【００３５】さらに図１６、図１７は、レーザーヘッド
を備えたＨＵＤプロジェクタ１４”を用いて、同様にＨ
ＵＤ表示の結像面Ｋを傾斜させた第３の実施例を示す。
とくにレーザーヘッドを備えたレーザービーム式ＨＵＤ
プロジェクタを用いるときは、そのレーザービームをス
キャニング機構により点Ｃ１またはＣ２に入射するよう
にして運転者の視線に合わせるようにすればよい。この
場合、ＨＵＤ結像面Ｋ上に置かれた拡散板による散乱光
をウインドシールド３の位置で記録したホログラム３８
を用いることにより、ＨＵＤ結像面Ｋを傾斜させたＨＵ
Ｄ表示像を得ることができる。

【００３６】図１８は、発明の第４の実施例の構成を示
し、図１９はそのレイアウトを示す図である。これは運
転者の視線が所定の方向に向いたときのみＨＵＤ表示を
行なうようにしたものである。第１の実施例の中央演算
装置１３に対して、その運転者眼球位置検出装置３１お
よび運転者眼球位置と車両前方道路位置関係算出部３２
のかわりに、運転者視線方向検出装置４１および運転者
視線方向と車両前方道路位置関係算出部４２を備える中
央演算装置４０を有するものとしてある。そして、運転
者視線方向検出装置４１には、赤外カメラ１１とともに
赤外光源１２ａ、１２ｂが接続されている。

【００３７】赤外光源１２ａ、１２ｂはインストルメン
トパネル２に設置されて、運転者７のアイレンジ全域に
赤外線を照射するようになっており、一方の赤外光源１
２ａは赤外カメラ１１の光軸上に配置されている。赤外
カメラ１１からは、赤外光源１２ａ、１２ｂによる運転
者眼球８の角膜反射像と網膜反射像とが重畳されて撮影
された画像信号が運転者視線方向検出装置４１に入力さ
れ、ここで、この角膜反射像と網膜反射像が画像処理さ
れて運転者の視線方向が算出される。

【００３８】そして、運転者視線方向と車両前方道路位
置関係算出部４２では、図２０のようにこの運転者視線
方向が前景の進路Ａを注視したときのみ、さきに車両前
方道路検出部３５で生成された車両進行方向を示すＨＵ
Ｄ表示画像用データをＨＵＤプロジェクタ制御部１５に
送ってＨＵＤ表示を行なわせる。その他の構成は第１の
実施例と同じである。

【００３９】図２１のフローチャートにより、本実施例
の制御動作を説明する。ステップ３０７の眼球位置検出
に続いて、運転者視線方向検出装置４１では、ステップ
３０８で、赤外カメラ１１の画像信号を処理して角膜反
射像と網膜反射像の関係位置から運転者視線方向が算出
される。このあとステップ３０９で、運転者視線方向と
車両前方道路位置関係算出部４２において、運転者眼球
位置と車両前方道路位置関係が求められると、ステップ
３１０において、運転者視線方向が車両前方進路に向か
っているかどうかがチェックされる。

【００４０】視線方向が車両前方進路にあるときは、ス
テップ３１１へ進み、前方進路外にあるときには、ステ
ップ３０３へ戻る。ステップ３１１では、前景の前方道
路と誘導経路との交点を道路標点として、運転者の眼球
位置と道路標点を結ぶ線上に、車両進行方向を示すＨＵ
Ｄ表示が表示される。このあと、ステップ３０３へ戻
る。この結果、図２２の（ａ）のように、運転者が前景
のＮ方向など前方進路Ａと異なる方向を見ているときは
ＨＵＤ表示されず、前方進路Ａ方向を見ているときのみ
（ｂ）のようなＨＵＤ表示が行なわれる。

【００４１】その他のステップ３０１〜３０７は図６の
フローチャートのステップ１０１〜１０７と、ステップ
３０９はステップ１０８とそれぞれ同じである。ステッ
プ３０８が発明の視線方向検出手段を、ステップ３１
０、３１１が表示可否判断手段をそれぞれ構成してい
る。以上のような動作により、本実施例によれば、第１
実施例と同様の効果が得られるとともに、ＨＵＤ表示像
が常に点灯されている煩わしさが解消されるという利点
を有している。

【００４２】ＨＵＤ表示される経路情報としては、誘導
すべき道路への進行方向に加えて他の種々の情報も重畳
することができる。次に図２３は第５の実施例として、
経路情報として車幅または道路輪郭を選択して表示する
ようにした例を示す。ここでは、車幅および地図データ
記憶装置５２にあらかじめ自車両の車幅データが記憶さ
れており、また道路輪郭も道路形状の１要素として同じ
く車幅および地図データ記憶装置５２に記憶されてい
る。これら車幅データや道路輪郭データは、車両前方道
路検出部４５が車両前方道路の誘導すべき道路との交点
その他の経路情報を算出する際に、同時に読み出され
る。表示機能の選択はステアリングスイッチの機能選択
スイッチ５５を操作して行なわれる。その他の構成は、
第１の実施例と同じである。

【００４３】本実施例の制御動作が図２４のフローチャ
ートに示される。まず、ステップ４０１で要求経路情報
が入力されたあと、ステップ４０２で、車両前方道路表
示へ車幅間隔を重畳して表示するか、走行路輪郭を表示
するかの機能選択が機能選択スイッチ５５を操作して行
なわれる。ステップ４０３〜４０７では、誘導経路算
出、ＧＰＳ用アンテナ２３、サインポスト用アンテナ２
５および車輪速センサ２７からの信号受信等のナビゲー
ション信号入力、地図データの検索、車両の現在位置を
算出、前方道路における誘導すべき道路（車両進行方
向）が求められる。これらは第１の実施例の図６のフロ
ーチャートのステップ１０２〜１０６と同じである。

【００４４】次のステップ４０８において、先に選択さ
れた機能がチェックされ、車幅間隔表示機能が選択され
ていればステップ４０９へ進み、走行路輪郭表示機能が
選択されていればステップ４１０へ進む。ステップ４０
９では、車両前方道路検出部４５において読み出した車
幅データを演算処理して車幅を表示する輪郭のＨＵＤ表
示画像用データが生成される。またステップ４１０で
は、車両前方道路の走行路輪郭を演算し走行車線の輪郭
を示すＨＵＤ表示画像用データが生成される。

【００４５】このあとステップ４１１、４１２におい
て、運転者の眼球位置検出、ならびに眼球位置と前方道
路の関係が算出されて、ステップ４１３で上記の選択の
結果生成された車幅または走行路輪郭が、誘導すべき道
路（車両進行方向）とともに、眼球位置と前方道路の標
点を結ぶ方向にＨＵＤ表示される。

【００４６】これにより、車幅間隔表示機能が選択され
たときは、図２５のように、運転者から観察される道路
上に、車幅間隔を示すＨＵＤ表示像ＺW が重畳して表示
され、路上障害物Ｘと車幅の関係が明確にされる。この
ため、障害物脇の通り抜けや回避が容易となる。また、
道路輪郭表示機能が選択されたときは、図２６のよう
に、道路の走行車線の輪郭を示すＨＵＤ表示像ＺR が表
示され、夜間あるいは霧発生等で走行車線形状が遠方ま
で目視により確認困難の状態での走行車線追随が容易と
なる。

【００４７】図２７、図２８には、本発明の第６の実施
例を示す。この実施例は、ウインドシールド部の透過率
を可変として運転者の眩惑状態を防止しながら、前方の
道路形状を確実に認識できるようにしたものである。ま
ず、透過率制御ウインドシールド装置について説明す
る。車両１のウインドシールドの周縁部に複数の照度セ
ンサ６６が取り付けられ、またウインドシールドの全面
にわたってＬＣＤ６１が配設してある。ＬＣＤ６１は、
図２９のように、それぞれ複数のセグメントからなる走
査電極６２と信号電極６３を備え、走査電極６２と信号
電極６３は互いに直交するマトリクスに組まれている。
このＬＣＤ６１に、その所定範囲の透過率を制御するＬ
ＣＤコントロール回路６５が接続されている。

【００４８】図３０は照度センサ６６のレイアウトおよ
びＬＣＤの透過率が制御された透過率調整領域ＲＴを示
している。透過率調整領域ＲＴは、図３１に示されるよ
うに夜間走行時運転者の視野に対向車７６のヘッドラン
プ光ＬＨが入り込むときの、当該ヘッドランプ光のウイ
ンドシールド通過部分を含む範囲とされ、対向車の位置
に応じて変化する。なお、図３１は透過率制御前の状態
を示している。

【００４９】図２９に戻って、ＬＣＤコントロール回路
６５は、照度センサ６６からの信号を受ける信号処理回
路７１と、タイミング回路７２の同期信号に従って動作
する信号ドライバ７４および走査ドライバ７３を有して
いる。信号処理回路７１では、照度センサ６６からの信
号を基に、運転者に眩惑を与えないために適当なウイン
ドシールドの透過率を算出するとともに、透過率を変更
すべき範囲すなわち上記の透過率調整領域ＲＴを決定し
て、その透過率調整領域に対応する信号電極および透過
率に対応する指定電圧を出力データとする。

【００５０】走査ドライバ７３はタイミング回路７２が
発する同期信号に従ってＬＣＤ６１の各走査電極６２に
順次にかつ周期的に定電圧を印加する。そして、信号ド
ライバ７４は信号処理回路７１からの上記出力データに
基づいて、上記同期信号と同期して所定の信号電極に指
定電圧を印加する。これにより、マトリックス構成のＬ
ＣＤ６１の透過率調整領域ＲＴとしての所定部位の透過
率が変化する。

【００５１】上記ＬＣＤコントロール回路６５における
制御動作が、図３２のフローチャートに示される。ま
ず、ステップ５０１において、照度センサ６６からの信
号が信号処理回路７１に読み込まれる。ステップ５０２
では、読み込まれた照度センサ信号Ｌ１、Ｌ２、…、Ｌ
ｉを予め設定されている基準照度信号Ｌｓｔｄと比較し
て、ウインドシールドの各照度センサ近傍部分の透過率
Ｔｖｉが次式により求められる。Ｔｓｔｄ≧α×Ｔｖｉ×Ｌｉしたがって、Ｔｖｉ≦Ｔｓｔｄ／α×Ｌｉただし、αは補正定数である。上記基準照度信号Ｌｓｔ
ｄには、運転者が前景を観察する際に眩しくないと感じ
る注視許容照度が用いられる。

【００５２】次のステップ５０３では、ＬＣＤの透過率
をＴｖｉとするための指定電圧が算出されるとともに、
透過率をこのＴｖｉにすべき領域を決定して、信号ドラ
イバ７４へ印加すべき電極と指定電圧のデータが出力さ
れる。そして、ステップ５０４において、信号ドライバ
７４により、タイミング回路７２が発する同期信号によ
り周期的に定電圧をＬＣＤの走査電極６２に印加する走
査ドライバ７３とタイミングをとって、信号電極６３に
指定電圧が印加される。こうして、図３１の状態から、
ＬＣＤ６１の所定セグメントの重合部の透過率が変化し
て、図３３に示されるように、ウインドシールド部に対
向車７６のヘッドランプ光ＬＨを遮光する透過率調整領
域ＲＴが形成され、これにより眩惑が防止される。ステ
ップ５０１〜５０４が発明の透過率制御手段を構成して
いる。

【００５３】一方、中央演算装置とＨＵＤプロジェクタ
によるＨＵＤ表示装置側においては、車両前方道路形状
と対向車形状を推定し、上記ウインドシールド３をコン
バイナとして、走行車線の輪郭および対向車輪郭を車両
前方道路に重畳させて表示する。すなわち、本実施例の
中央演算装置８０は、第３の実施例における自車位置検
出部３３のかわりに、自車および他車位置検出部８１を
備え、この自車および他車位置検出部８１が自車位置に
加え、道路に併設されたサインポストからのサインポス
ト信号ＳＳによって、対向車の位置情報を得るようにな
っている。そして、車両前方道路検出部８２が、走行車
線の輪郭とともに、自車および他車位置検出部８１で得
られた他車の位置に対応する方向に対向車輪郭を配した
ＨＵＤ表示画像用データを生成する。

【００５４】運転者眼球位置と車両前方道路位置関係算
出部３２では、走行車線の輪郭を眼球位置と車両前方道
路所定位置を結ぶ線上に表示させる表示方向データとと
もに、上記走行車線の輪郭および対向車輪郭のＨＵＤ表
示画像用データをＨＵＤプロジェクタ制御部８５へ出力
する。そして、ＨＵＤプロジェクタ制御部８５は透過率
制御ウインドシールド装置の信号処理回路７１からの透
過率低下制御信号ＳＴを受けて、これらのＨＵＤ表示画
像用データに基づいてＨＵＤプロジェクタ１４に走行車
線の輪郭および対向車輪郭を表示させる。その他の構成
は、道路輪郭表示機能が選択された第３の実施例と同じ
である。

【００５５】これにより、図３４のように、運転者から
観察される前景Ｗの道路上に、前方道路の走行路輪郭の
ＨＵＤ表示像ＺR および対向車輪郭のＨＵＤ表示像ＺC
が重畳される。この実施例では、ＨＵＤプロジェクタ制
御部８５が発明の表示制御手段に該当する。この実施例
は以上のように構成され、夜間走行中、対向車のヘッド
ランプ光がウインドシールド３越しに運転者の視野に入
り込み眩惑現象を引起こすような状況時に、そのヘッド
ランプ光を受ける視野範囲を透過率制御ウインドシール
ド装置によって眩惑を受けない程度に透過率を低下させ
て遮光する一方、遮光された透過率調整領域ＲＴによっ
て前景領域が視認困難となっても、車両前方道路の走行
路輪郭を示すＨＵＤ表示ＺR によりこれが補間されるか
ら、運転者は眩惑を受けず、かつなんらの不都合なく余
裕をもって運転することができるという効果を有する。

【００５６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、車両上で運転
者眼球位置を検出し、眼球位置と車両前方道路を結ぶ直
線上に、ヘッドアップディスプレーにより車両前方道路
の経路情報を表示させるものとしたので、その表示像は
車両前方道路に重畳してあたかも道路面上に書き込まれ
たように見え、運転者は表示された経路情報を車両前方
道路上で見ることができるので、余分な視線移動を必要
とせず、視認性が向上するという効果を有する。また、
運転者の視線方向を算出して、視線方向が車両前方道路
にあるときのみ、上記のヘッドアップディスプレーによ
る表示を行なわせるようにしたときには、常時表示がな
されることによる煩わしさが防止される。

【００５７】なおまた、経路情報を車両前方道路から誘
導すべき経路への進行方向とするときには、その進行方
向が誘導すべき経路に整合して表示されるから、道路の
輪郭表示と重ねて表示しなくても自車両が曲がるべき経
路が容易に確認される。さらに前景の影に位置する誘導
すべき経路があるときはその進行方向まで含めて表示す
れば、次の交差点の位置も把握でき、はじめの経路に入
ったあとの次の運転操作を準備させることができるとい
う効果が得られる。さらにまた、経路情報として車両前
方道路に対する自車の車幅を表示させることにより、通
り抜けが可能かどうかが容易に判断できる。

【００５８】また、ウインドシールドの透過率を変更す
る手段と組み合わせて、ウインドシールドの透過率が低
下されたときに、ヘッドアップディスプレーにより車両
前方道路の経路情報を表示するようにしたときには、例
えば夜間走行中対向車のヘッドランプ光で運転者が眩惑
を受けるときウインドシールドを遮光しながら、経路情
報の表示により道路状況が確実に認識され、余裕をもっ
て運転できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の構成を示すブロック図である。

【図３】発明の第１の実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】第１の実施例のレイアウトを示す図である。

【図５】赤外カメラ像を示す図である。

【図６】実施例における制御動作の流れを示すフローチ
ャートである。

【図７】運転者眼球位置検出の詳細を示すフローチャー
トである。

【図８】赤外カメラ像座標系と車両座標系の関係を示す
説明図である。

【図９】赤外カメラ像の画像処理の流れを示す説明図で
ある。

【図１０】グローバル座標系を示す説明図である。

【図１１】ＨＵＤ表示光の光路の制御要領を示す図であ
る。

【図１２】ＨＵＤ表示例を示す図である。

【図１３】他のＨＵＤ表示例を示す図である。

【図１４】第２の実施例を示す図である。

【図１５】第２の実施例におけるＨＵＤ表示例を示す図
である。

【図１６】第３の実施例を示す図である。

【図１７】第３の実施例におけるＨＵＤ表示例を示す図
である。

【図１８】第４の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図１９】第４の実施例のレイアウトを示す図である。

【図２０】ＨＵＤ表示の制御要領を示す図である。

【図２１】第４の実施例における制御動作の流れを示す
フローチャートである。

【図２２】運転者の視線方向によるＨＵＤ表示の制御例
を示す図である。

【図２３】第５の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２４】第５の実施例における制御動作の流れを示す
フローチャートである。

【図２５】車幅間隔表示機能が選択されたときのＨＵＤ
表示例を示す図である。

【図２６】道路輪郭表示機能が選択されたときのＨＵＤ
表示例を示す図である。

【図２７】第６の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２８】第６の実施例のレイアウトを示す図である。

【図２９】透過率制御ウインドシールド装置の構成を示
すブロック図である。

【図３０】照度センサのレイアウトおよび透過率調整領
域ＲＴを示す図である。

【図３１】透過率制御前の対向車ヘッドランプ光を示す
説明図である。

【図３２】透過率制御の流れを示すフローチャートであ
る。

【図３３】ウインドシールドの透過率の制御状態を示す
図である。

【図３４】走行路輪郭および対向車輪郭のＨＵＤ表示例
を示す図である。

【図３５】従来例の構成を示すブロック図である。

【図３６】従来例のレイアウトを示す図である。

【図３７】従来例におけるＨＵＤ表示光の光路と道路確
認方向との関係を示す図である。

【図３８】従来例におけるＨＵＤ表示の態様を示す図で
ある。

【符号の説明】

１車両２インストルメントパネル３ウインドシールド７運転者８眼球１１赤外カメラ１２ａ、１２ｂ赤外光源１３、４０、８０中央演算装置１４ＨＵＤプロジェクタ１５、８５ＨＵＤプロジェクタ制御部１６、６６照度センサ２０、５５機能選択スイッチ２１目的地設定部２２地図データ記憶装置２３ＧＰＳ用アンテナ２４位置計測用衛星２５サインポスト用アンテナ２６サインポスト２７車輪速センサ３１運転者眼球位置検出装置３２運転者眼球位置と車両前方道路位置関係算出
部３３自車位置検出部３４経路検索部３５、４５、８２車両前方道路検出部３８ホログラム４１運転者視線方向検出装置４２運転者視線方向と車両前方道路位置関係算出
部５２車幅および地図データ記憶装置６１ＬＣＤ６２走査電極６３信号電極６５ＬＣＤコントロール回路７６対向車７１信号処理回路７２タイミング回路７３走査ドライバ７４信号ドライバ８１自車および他車位置検出部Ｋ結像面ＬＨヘッドランプ光ＲＴ透過率調整領域Ｖ赤外カメラ像Ｗ前景Ｘ路上障害物Ｚ、Ｚ’、Ｚ１、Ｚ２、ＺAJ、ＺW 、ＺR 、ＺC
ＨＵＤ表示像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０８Ｇ 1/09 Ｄ 1/0962 // Ｇ０１Ｓ 5/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行エリアにおける自車位置を検出する
自車位置検出手段と、車両前方道路に関する経路情報を
検出する経路情報検出手段と、前記経路情報を表示する
ヘッドアップディスプレーと、車両座標系において運転
者眼球位置を検出する運転者眼球位置検出手段と、運転
者眼球位置と車両前方道路との位置関係を算出する眼球
位置・車両前方道路関係算出手段と、前記ヘッドアップ
ディスプレーの表示像を前記運転者眼球位置と車両前方
道路を結ぶ直線上に結像させるヘッドアップディスプレ
ー制御手段とを有して、前記経路情報を車両前方道路に
重畳して表示するようにしたことを特徴とする車両用表
示装置。
【請求項２】走行エリアにおける自車位置を検出する
自車位置検出手段と、車両前方道路に関する経路情報を
検出する経路情報検出手段と、前記経路情報を表示する
ヘッドアップディスプレーと、車両座標系において運転
者眼球位置を検出する運転者眼球位置検出手段と、運転
者の視線方向を算出する視線方向算出手段と、運転者眼
球位置と車両前方道路との位置関係を算出する眼球位置
・車両前方道路関係算出手段と、前記ヘッドアップディ
スプレーの表示像を前記運転者眼球位置と車両前方道路
を結ぶ直線上に結像させるヘッドアップディスプレー制
御手段と、視線方向が車両前方道路にないときヘッドア
ップディスプレーの表示を停止させる表示可否判断手段
とを有して、運転者の視線方向が車両前方道路にあると
き前記経路情報を車両前方道路に重畳して表示するよう
にしたことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項３】前記経路情報が、車両前方道路における
誘導すべき経路への進行方向であることを特徴とする請
求項１または２記載の車両用表示装置。
【請求項４】前記誘導すべき経路への進行方向が、前
景の影に位置する誘導すべき経路への進行方向まで含ん
でいることを特徴とする請求項３記載の車両用表示装
置。
【請求項５】直線で運転者眼球位置と結ぶ前記車両前
方道路の標点が、当該車両前方道路と前記誘導すべき経
路の交差点であり、該交差点までの距離が短いときは前
記表示像が手前に結像され、距離が長いときは前記表示
像が遠方に結像されることを特徴とする請求項３または
４記載の車両用表示装置。
【請求項６】前記経路情報が、車両前方道路に対する
自車の車幅であることを特徴とする請求項１または２記
載の車両用表示装置。
【請求項７】前記経路情報が、車両前方道路の走行車
線の輪郭であることを特徴とする請求項１または２記載
の車両用表示装置。
【請求項８】ウインドシールドの透過率を変更する透
過率制御手段と、走行エリアにおける自車位置を検出す
る自車位置検出手段と、車両前方道路に関する経路情報
を検出する経路情報検出手段と、前記経路情報を表示す
るヘッドアップディスプレーと、車両座標系において運
転者眼球位置を検出する運転者眼球位置検出手段と、運
転者眼球位置と車両前方道路との位置関係を算出する眼
球位置・車両前方道路関係算出手段と、前記ヘッドアッ
プディスプレーの表示像を前記運転者眼球位置と車両前
方道路を結ぶ直線上に結像させるヘッドアップディスプ
レー制御手段と、前記ウインドシールドの透過率が低下
されたとき、ヘッドアップディスプレーの表示を許可す
る表示制御手段とを有して、ウインドシールドの透過率
が低下したとき前記経路情報を車両前方道路に重畳して
表示するようにしたことを特徴とする車両用表示装置。
【請求項９】前記経路情報が、車両前方道路の走行車
線の輪郭および対向車輪郭であることを特徴とする請求
項７記載の車両用表示装置。