表示装置
【課題】安全を確保しつつ警報等を認識したことを車両側に通知することが求められていた。
【解決手段】ドライバー６０がステアリングホイールの上に表示された通知映像５８に手を伸ばし、その手（指）が通知映像５８の位置と一致した場合に、通報制御部２３はドライバー６０が通知映像５８を認識したと判断し、通知映像５８の表示を停止する等の処理を行う。つまり、通知映像５８は、メッセージスイッチとして機能する。また、ドライバー６０の指が、あたかも通知映像５８を操作するような動きをした場合、車両への操作として認識され、その操作に応じた車両制御がなされる。
【解決手段】ドライバー６０がステアリングホイールの上に表示された通知映像５８に手を伸ばし、その手（指）が通知映像５８の位置と一致した場合に、通報制御部２３はドライバー６０が通知映像５８を認識したと判断し、通知映像５８の表示を停止する等の処理を行う。つまり、通知映像５８は、メッセージスイッチとして機能する。また、ドライバー６０の指が、あたかも通知映像５８を操作するような動きをした場合、車両への操作として認識され、その操作に応じた車両制御がなされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、例えば、車両や各種の操作機器に搭載される表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インストルメントパネルなどの車両パネル上で、燃料切れやシートベルト着脱の警告などのメッセージがディスプレイ等で表示されるようになっている。一般には、表示後にドライバー等がメッセージを確認したか否かは不明である。一部の車両では、所定のスイッチを押下することで、ドライバー等がそのメッセージを了解したことを車両に伝えて、警告を終了させることができるようになっている。
【０００３】
しかし、ドライバーと車両パネルとの間には、ステアリングホイール等のようにスイッチ操作の障壁となる部位が存在する。このため、車両パネル上に設置されたスイッチでは、操作がきわめて難しくなるケースが多くなる。また、車両パネル上にスイッチを設けると、スイッチ操作の際に、手だけでなく、体も大きく動かすことが必要になる。しかし、ドライバーに安全な運転に集中してもらうには、そのような動作は避けるのが好ましい。
【０００４】
近年では、運転中に体を動かしたり手を大きく動かしたりすることを低減させる為に、一部の車両では、ステアリングホイール等にスイッチが配置されるようになっている。
【０００５】
ヘッドアップディスプレイにより警報の虚像を出力し、さらに虚像表示と同期させてスピーカから警報音をならす技術がある（特許文献１参照）。運転者に対して注意喚起を促すことができる。さらに、一層の注意喚起を促す技術として、虚像をフラッシュさせる技術もある（特許文献２参照）。さらにまた、警報をＬＥＤで点灯させ、人の顔をカメラで撮影し、画像解析によって、ＬＥＤを見たか否かを車両側が認識する技術がある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５５４９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４０２５３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１３６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ステアリングホイール等に所定のスイッチを設ける技術に関しては、スペース等の制約及びすでにオーディオ操作やエアコン操作等のスイッチに占められているケースが多いことなどから、別の技術が求められていた。さらに、特許文献１や２に開示の技術では、車両警報を出力するだけであって、運転者が警報を確認したことを車両に通知する技術については何ら開示がない。特許文献３に開示の技術では、人が警報を認識したかは自動的に判別できるが、警報出力は従来通りのＬＥＤ等のランプ表示であって、注意喚起の能力を強化することが好ましく、また、運転者は車両側が認識したか否かを確認することができないという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決する技術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】
【０００９】
本発明の表示装置は、ＬＲＰ表示装置を用いて映像を空間上に結像させて表示させる映像出力部と、前記映像の結像位置に、ユーザの指示手段が位置しているかを検知する指検知部と、前記指示手段と前記映像の位置が一致した場合に、前記映像をユーザが認識したと判断する判断部と、を備える。
また、前記判断部は、前記映像をユーザが認識したと判断した場合、前記映像の表示態様を変更してもよい。
また、搭載される機器の状態を検知する状態検知部を備え、前記判断部は、前記機器の状態に応じて、前記ＬＲＰ表示装置を用いた表示を実行するか否かを決定してもよい。
本発明の別の表示装置は、ＬＲＰ表示装置を用いて映像を空間上に結像させて表示させる映像出力部と、前記映像の結像位置に、ユーザの指示手段が位置しているかを検知する指示検知部と、前記指示手段の動きに応じて、前記映像の表示状態を変更する表示態様変更部と、前記指示手段の動きに応じて、操作対象の操作制御を変更する操作状態変更部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、操作状態を確実に把握することができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る、立体映像空中投影パネルを用いた表示に関する基本原理を示す図である。
【図２】実施形態に係る、立体映像空中投影パネルを車両に適用した状態を模式的に示す図である。
【図３】実施形態に係る、車両表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図４】実施形態の実施例１に係る、メッセージスイッチ表示処理を示すフローチャートの処理である。
【図５】実施形態の実施例１に係る、メッセージスイッチの表示例を示す図である。
【図６】実施形態の実施例１に係る、メッセージスイッチの表示例を示す図である。
【図７】実施形態の実施例２に係る、メッセージスイッチ表示処理を示すフローチャートの処理である。
【図８】実施形態の実施例２に係る、ダイヤルの表示例を示す図である。
【図９】実施形態の実施例２に係る、ダイヤルの表示例を示す図である。
【図１０】実施形態の実施例２に係る、ダイヤルの表示例を示す図である。
【図１１】実施形態の実施例２に係る、ダイヤルの表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の概要は次の通りである。本実施形態は、立体映像空中投影パネル（ＬＲＰ：Longitudinal Reflection Plate）を用いた表示技術を用いる。この技術は、例えば、特開２００９−５３２６２号公報（基本技術１）や特開２００９−５３２６３号公報（基本技術２）、国際公開第２００９／１３１１２８号（基本技術３）に開示されており、眼に特殊な装備などを装着することを一切不要とし、対象とする映像（被写体）をシンプルな特殊反射パネルによって、空中に再度結像させて表示する。そして、その結像位置にあたかも触ることができるかのように手を持って行くことができ、そのとき、実体が無いのですり抜けてしまうという映像を空中、空間に表示することができるという特徴がある。
【００１３】
図１に立体映像空中投影パネルを用いた表示装置に関する基本原理を示す。詳細は、上述の基本技術１〜３に記載されているので、ここでは簡単に説明する。図１は、断面図による説明図であり、図１（ｂ）は斜視図による説明図である。なお、図１（ａ）と図１（ｂ）では、内部遮蔽スクリーンの配置を変えている。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、この表示装置は、内部遮蔽スクリーンの一部として配置されるＬＲＰパネル５４を備える。内部遮蔽スクリーンは、後述の車両への適用例におけるダッシュボード６８に対応する。そのスクリーン内部には、例えば液晶ディスプレイ５２において実映像が表示される。実映像面（液晶ディスプレイ５２）は、ＬＲＰパネル５４に対して所定の角度θだけ傾斜して配置されている。そして、実映像に対してＬＲＰパネル５４と対称な位置に、空中映像が再結像する。この空中映像は、車両に適用した場合に、通知映像５８として使用される。
【００１５】
具体的には、実映像の第１映像点Ａ１から出力した映像（光束Ａ１１〜Ａ１３）は、ＬＲＰパネル５４への入射角と同じ値の反射角で内部遮蔽スクリーンの外部に反射する。例えば、光束Ａ１１の入射角θ１と反射角θ１’は、図示のように、θ１＝θ１’となる。そして各光束Ａ１１〜Ａ１３は、ＬＲＰパネル５４に対して第１映像点Ａ１と対称となる位置である第１再結像点Ａ２で結像する。同様に、実映像の第２映像点Ｂ１から出力した光束Ｂ１１〜Ｂ１３は、ＬＲＰパネル５４に対して第２映像点Ｂ１と対称となる位置である第２再結像点Ｂ２で結像する。その結果、ＬＲＰパネル５４に対して被写体と反対側の対称位置に実像（空中映像）を結ばせることができる。なお、図１（ｂ）に示したように、内部遮蔽スクリーンはＬＲＰパネル５４と一致させる必要はなく、透明な部材とすることで、図１（ａ）と同様に、空中映像を実現できる。
【００１６】
図２は、ＬＲＰ表示装置５０を車両のインストルメントパネルの一部に配置した例を示している。ダッシュボード６８上では、インストルメントパネル３１のドライバー側の透明カバー部分に、ＬＲＰパネル５４が配置されている。このとき、ダッシュボード６８（透明カバー）の内部に液晶ディスプレイ５２が配置されている。そして、ＬＲＰパネル５４に対して液晶ディスプレイ５２と対称となる位置に空中結像（後述の通知映像５８に対応する）が表示される。ここでは、ドライバー６０のアイレンジＥＲからは、空中結像（通知映像５８）はちょうどフロントウィンドウガラス９０とステアリングホイール６６の間にある。この結像位置は、ＬＲＰパネル５４及び液晶ディスプレイ５２の配置によって調整することができる。
【００１７】
本実施形態では、ＬＲＰ表示装置５０による表示を警告灯に適用する。ドライバー６０がステアリングホイール６６の上に表示された通知映像５８に手を伸ばし、その手が通知映像５８の位置と一致した場合に、車両はドライバー６０が通知映像５８を認識したと判断し、通知映像５８の表示を停止する等の処理を行う。つまり、通知映像５８は、メッセージスイッチとして機能する（後述の実施例１）。また、ドライバー６０の指が、あたかも通知映像５８を操作するような動きをした場合、車両への操作として認識され、その操作に応じた車両制御がなされる（後述の実施例２）。
【００１８】
図３は、本実施形態に係る車両表示装置１０の概略構成を示す機能ブロック図である。ここでは、主に車両の表示系に着目して示している。車両表示装置１０は、制御部２０と、表示部３０と、車両状態センサ３６と、外界センサ３７と、音声出力部３８と、空間操作検知部４０とを備える。
【００１９】
空間操作検知部４０は、通知映像５８およびその近傍におけるドライバー６０の指の動きを検知する。検知結果は、空間操作制御部２４に通知される。なお、空間操作検知部４０は、公知の人体センサ等の検知装置を用いることで実現でき、例えば、特開２０１０−７１９８４号公報や特開２００９−１０９５０８号公報の技術を用いることができる。これらの技術では、人体を精度良く検知することができる。
【００２０】
制御部２０は、車両制御部２１と、表示制御部２２と、通報制御部２３と、空間操作制御部２４とを備える。車両制御部２１は、車両を統括的に制御するとともに、表示制御部２２、通報制御部２３、及び空間操作制御部２４と協働し各機能を実行する。
【００２１】
表示制御部２２は、車両制御部２１と協働により、表示部３０（インストルメントパネル３１及びＬＲＰ表示装置５０）の表示制御を行う。通報制御部２３は、車両状態センサ３６や外界センサ３７の検知結果に応じて、警告灯の表示制御や音声出力部３８への出力制御を行う。空間操作制御部２４は、空間操作検知部４０の検知結果をもとに、ドライバー６０の手が通知映像５８の位置まで移動したか否か、さらには、通知映像５８のより具体的な位置に移動しているかを検知する。空間操作制御部２４の検知結果は、車両制御部２１を介して通報制御部２３に通知される。そのとき、通報制御部２３は、検知結果に応じた表示制御を行う。
【００２２】
車両状態センサ３６は、車速センサや舵角センサ、ヨーレートセンサ、燃料量センサなどの車両の状態を検知するセンサから構成され、検知結果は車両制御部２１に通知される。外界センサ３７は、カメラやレーダーなどのセンサから構成され、車両近傍の物体（別の車両や人物）の有無や相対距離、相対速度等を検知する。検知結果は、車両制御部２１に通知される。音声出力部３８は、増幅装置及びスピーカを備えて構成されており、警報音等を出力することができる。
【００２３】
以上の構成の車両表示装置１０によるドライバー６０への警報処理手順をより具体な実施例にて説明する。
【００２４】
＜実施例１＞
実施例１では、燃料警告（燃料計）に関して図４のフローチャート及び図５、６の表示例を参照して説明する。燃料計は、インストルメントパネル３１の一構成として配置され、警告が必要とされていない場合には、一般的な燃料計と同様に、インストルメントパネル３１において指針表示している。
【００２５】
車両制御部２１は、車両状態センサ３６や外界センサ３７等の検知結果を取得して、メッセージを表示して警告が必要となる事項が発生したか否かを継続して判断する（Ｓ１０のＮ）。ここでは、燃料量が少なくなり所定未満となったか否かを判断する。メッセージ表示事項が発生したと判断したら（Ｓ１０のＹ）、つまり、燃料量が所定未満となった場合、通報制御部２３は、表示制御部２２を制御してＬＲＰ表示装置５０を用いてメッセージスイッチとして機能する通知映像５８を表示させる（Ｓ１１）。図５が、通知映像５８として、燃料計の映像がステアリングホイール６６の上部空間に表示された状態を示している。
【００２６】
つづいて、空間操作制御部２４は、空間操作検知部４０を用いて、ドライバー６０の指の位置検出処理を開始する（Ｓ１２）。位置検出処理が開始すると、空間操作制御部２４は、ドライバー６０の指がメッセージスイッチである通知映像５８の表示位置（座標）と一致するまで継続して検知処理を行う（Ｓ１３のＮ）。図６に表示例に示すように、指の通知映像５８とが一致した場合（Ｓ１３のＹ）、通報制御部２３は、ドライバー６０が通知映像５８を認識したと判断し（Ｓ１４）、表示制御部２２を制御してＬＲＰ表示装置５０による通知映像５８の表示を消去する（Ｓ１５）。
【００２７】
このように、ステアリングホイール６６の上部空間に通知映像５８を表示させ、ユーザの指による操作によって通知映像５８の表示が消去されるようにすることで、ドライバー６０は、自らが警報を認識したことを車両側に通知することができる。さらに、ドライバー６０の動作によって、ドライバー６０は警報を確実に記憶に留めることができる。つまり、ドライバー６０と車両とは、「ドライバー６０が警報を確認した」という情報を共有することができる。
【００２８】
なお、通知映像５８の表示は、警報の重要度に応じて大きさや色が変更されても良い。例えば、燃料量が一層少なくなった場合には、液晶ディスプレイ５２の表示を大きくすることで、通知映像５８を大きくするといった処理が可能である。また、緊急性の高い警報の場合に、液晶ディスプレイ５２における表示位置を変更することで、ドライバー６０に対する視認性を向上させ注意をより促すといった処理も可能となる。また、液晶ディスプレイ５２とＬＲＰパネル５４との間に、複数のレンズで構成される光学系を配置し、それらレンズ位置を可動として、通知映像５８の表示距離を擬似的に変化せてもよい。また、ＬＲＰパネル５４自体を可動としても同様の効果が得られる。
【００２９】
＜実施例２＞
本実施例では、車両のオートクルーズ機能に適応させるものである。タッチパネル式の車両パネル（インストルメントパネル３１）上に構成された速度計をドライバー６０がタッチした場合に、速度計映像が通知映像５８としてステアリングホイール６６の上部空間に表示される。さらに、速度計映像の指針５９を動かす動きを検知した場合に、変化後の指の位置に対応する目標速度が設定される。
【００３０】
まず、スイッチ操作モードがオンになると、ダイヤル（速度計）への操作が許可された状態となる（Ｓ２０）。つぎに、図８に示すように、車両パネル上のダイヤル表示、ここでは速度計への接触が検知されると（Ｓ２１）、通報制御部２３はＬＲＰ表示装置５０を制御して速度計に対応するダイヤルを、図９に示すようにステアリングホイール６６の上部空間に虚像表示させる（Ｓ２２）。ここでは、ダイヤルの指針５９がゼロの状態で表示される。
【００３１】
つづいて、空間操作制御部２４は、空間操作検知部４０を用いて、ドライバー６０の指の位置検出処理を開始する（Ｓ２３）。位置検出処理が開始すると、空間操作制御部２４は、ドライバー６０の指がダイヤルの指針５９上の座標と一致したか否かを判断する（Ｓ２４）。指針５９と一致した場合（Ｓ２４のＹ）、通報制御部２３は指がその一致位置から動いたときに、ＬＲＰ表示装置５０を制御して、図１０に示すように、指が動いた後の位置に指針５９の表示を動かす（Ｓ２５）。さらに、通報制御部２３は、新たな指針５９の位置を車両制御部２１に通知し、車両制御部２１はその通知を受けて、指針５９に対応する速度を目標速度に設定する（Ｓ２６）。
【００３２】
一方、Ｓ２４の処理において、指針５９と一致しない場合（Ｓ２４のＮ）、さらに通報制御部２３は、ドライバー６０の指が指針５９上を除くダイヤルの座標と同一となったか否かを判断する（Ｓ２７）。一致しない場合（Ｓ２７のＮ）、ドライバー６０の指の位置検出処理が継続される（Ｓ２３）。図１１に示すように、指が指針５９上を除くダイヤルの座標と一致した場合（Ｓ２７のＹ）、通報制御部２３は、ダイヤルのスイッチ操作モードがオフとなったと判断し（Ｓ２８）、ＬＲＰ表示装置５０による通知映像５８の表示を停止する（Ｓ２９）。
【００３３】
本実施例によると、ダイヤル表示である通知映像５８がステアリングホイール６６のすぐ上の空間に表示されるので、ドライバー６０は通知映像５８の操作を安全に行うことができ、危険な状態を誘発するといったことを防止できる。つまり、ドライバー６０は、スイッチ操作のために体や顔を大きく動かすことがない場所に、所望のスイッチ機能付き表示を映し出すことができるので、スイッチ操作による危険な状態の発生を防止できる。
【００３４】
また、操作手段としてボタン等を配置する場合と比較して、インストルメントパネル３１といった狭いスペースにとらわれることが無いため、表示の自由度が高くなる。さらに、インストルメントパネル３１上の同じ位置にスイッチを設置できるので、インタフェイスの共通性が維持され、ドライバー６０に対するユーザビリティを確保できる。
【００３５】
さらに、ダイヤルスイッチ操作モードをオフとすべき場合、例えば、オートクルーズ機能であれば、ナビゲーション（図示せず）と連動させ、市街地であると判断した場合に、通知映像５８を表示させないということが可能となり、より適切な運転支援を行うことができる。また、舵角センサによって、ハンドル操作がなされているときに、通知映像５８を表示させないといった処理も可能である。
【００３６】
以上、本発明を実施形態を基に説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。本実施形態では、車両に搭載される態様について説明したが、ゲーム機や各種の分析機器、医療機器、エレベータ等の乗車機械、電子楽器等に適用することもできる。その場合、それら機器に対する操作を確実に把握することができ、注意がそがれて機器に対して誤操作をしてしまうといったことを回避できる。また、実施例１と実施例２の機能が同一の車両に搭載され、適宜それらの機能が選択されて実行されてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 車両表示装置
２０ 制御部
２１ 車両制御部
２２ 表示制御部
２３ 通報制御部
２４ 空間操作制御部
３０ 表示部
３１ インストルメントパネル
３６ 車両状態センサ
３７ 外界センサ
３８ 音声出力部
５０ ＬＲＰ表示装置
５２ 液晶ディスプレイ
５４ ＬＲＰパネル
５８ 通知映像
５９ 指針
６０ ドライバー
６８ ダッシュボード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、例えば、車両や各種の操作機器に搭載される表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インストルメントパネルなどの車両パネル上で、燃料切れやシートベルト着脱の警告などのメッセージがディスプレイ等で表示されるようになっている。一般には、表示後にドライバー等がメッセージを確認したか否かは不明である。一部の車両では、所定のスイッチを押下することで、ドライバー等がそのメッセージを了解したことを車両に伝えて、警告を終了させることができるようになっている。
【０００３】
しかし、ドライバーと車両パネルとの間には、ステアリングホイール等のようにスイッチ操作の障壁となる部位が存在する。このため、車両パネル上に設置されたスイッチでは、操作がきわめて難しくなるケースが多くなる。また、車両パネル上にスイッチを設けると、スイッチ操作の際に、手だけでなく、体も大きく動かすことが必要になる。しかし、ドライバーに安全な運転に集中してもらうには、そのような動作は避けるのが好ましい。
【０００４】
近年では、運転中に体を動かしたり手を大きく動かしたりすることを低減させる為に、一部の車両では、ステアリングホイール等にスイッチが配置されるようになっている。
【０００５】
ヘッドアップディスプレイにより警報の虚像を出力し、さらに虚像表示と同期させてスピーカから警報音をならす技術がある（特許文献１参照）。運転者に対して注意喚起を促すことができる。さらに、一層の注意喚起を促す技術として、虚像をフラッシュさせる技術もある（特許文献２参照）。さらにまた、警報をＬＥＤで点灯させ、人の顔をカメラで撮影し、画像解析によって、ＬＥＤを見たか否かを車両側が認識する技術がある（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１５５４９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４０２５３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１１３６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ステアリングホイール等に所定のスイッチを設ける技術に関しては、スペース等の制約及びすでにオーディオ操作やエアコン操作等のスイッチに占められているケースが多いことなどから、別の技術が求められていた。さらに、特許文献１や２に開示の技術では、車両警報を出力するだけであって、運転者が警報を確認したことを車両に通知する技術については何ら開示がない。特許文献３に開示の技術では、人が警報を認識したかは自動的に判別できるが、警報出力は従来通りのＬＥＤ等のランプ表示であって、注意喚起の能力を強化することが好ましく、また、運転者は車両側が認識したか否かを確認することができないという課題があった。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決する技術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】
【０００９】
本発明の表示装置は、ＬＲＰ表示装置を用いて映像を空間上に結像させて表示させる映像出力部と、前記映像の結像位置に、ユーザの指示手段が位置しているかを検知する指検知部と、前記指示手段と前記映像の位置が一致した場合に、前記映像をユーザが認識したと判断する判断部と、を備える。
また、前記判断部は、前記映像をユーザが認識したと判断した場合、前記映像の表示態様を変更してもよい。
また、搭載される機器の状態を検知する状態検知部を備え、前記判断部は、前記機器の状態に応じて、前記ＬＲＰ表示装置を用いた表示を実行するか否かを決定してもよい。
本発明の別の表示装置は、ＬＲＰ表示装置を用いて映像を空間上に結像させて表示させる映像出力部と、前記映像の結像位置に、ユーザの指示手段が位置しているかを検知する指示検知部と、前記指示手段の動きに応じて、前記映像の表示状態を変更する表示態様変更部と、前記指示手段の動きに応じて、操作対象の操作制御を変更する操作状態変更部と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、操作状態を確実に把握することができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る、立体映像空中投影パネルを用いた表示に関する基本原理を示す図である。
【図２】実施形態に係る、立体映像空中投影パネルを車両に適用した状態を模式的に示す図である。
【図３】実施形態に係る、車両表示装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図４】実施形態の実施例１に係る、メッセージスイッチ表示処理を示すフローチャートの処理である。
【図５】実施形態の実施例１に係る、メッセージスイッチの表示例を示す図である。
【図６】実施形態の実施例１に係る、メッセージスイッチの表示例を示す図である。
【図７】実施形態の実施例２に係る、メッセージスイッチ表示処理を示すフローチャートの処理である。
【図８】実施形態の実施例２に係る、ダイヤルの表示例を示す図である。
【図９】実施形態の実施例２に係る、ダイヤルの表示例を示す図である。
【図１０】実施形態の実施例２に係る、ダイヤルの表示例を示す図である。
【図１１】実施形態の実施例２に係る、ダイヤルの表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の概要は次の通りである。本実施形態は、立体映像空中投影パネル（ＬＲＰ：Longitudinal Reflection Plate）を用いた表示技術を用いる。この技術は、例えば、特開２００９−５３２６２号公報（基本技術１）や特開２００９−５３２６３号公報（基本技術２）、国際公開第２００９／１３１１２８号（基本技術３）に開示されており、眼に特殊な装備などを装着することを一切不要とし、対象とする映像（被写体）をシンプルな特殊反射パネルによって、空中に再度結像させて表示する。そして、その結像位置にあたかも触ることができるかのように手を持って行くことができ、そのとき、実体が無いのですり抜けてしまうという映像を空中、空間に表示することができるという特徴がある。
【００１３】
図１に立体映像空中投影パネルを用いた表示装置に関する基本原理を示す。詳細は、上述の基本技術１〜３に記載されているので、ここでは簡単に説明する。図１は、断面図による説明図であり、図１（ｂ）は斜視図による説明図である。なお、図１（ａ）と図１（ｂ）では、内部遮蔽スクリーンの配置を変えている。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、この表示装置は、内部遮蔽スクリーンの一部として配置されるＬＲＰパネル５４を備える。内部遮蔽スクリーンは、後述の車両への適用例におけるダッシュボード６８に対応する。そのスクリーン内部には、例えば液晶ディスプレイ５２において実映像が表示される。実映像面（液晶ディスプレイ５２）は、ＬＲＰパネル５４に対して所定の角度θだけ傾斜して配置されている。そして、実映像に対してＬＲＰパネル５４と対称な位置に、空中映像が再結像する。この空中映像は、車両に適用した場合に、通知映像５８として使用される。
【００１５】
具体的には、実映像の第１映像点Ａ１から出力した映像（光束Ａ１１〜Ａ１３）は、ＬＲＰパネル５４への入射角と同じ値の反射角で内部遮蔽スクリーンの外部に反射する。例えば、光束Ａ１１の入射角θ１と反射角θ１’は、図示のように、θ１＝θ１’となる。そして各光束Ａ１１〜Ａ１３は、ＬＲＰパネル５４に対して第１映像点Ａ１と対称となる位置である第１再結像点Ａ２で結像する。同様に、実映像の第２映像点Ｂ１から出力した光束Ｂ１１〜Ｂ１３は、ＬＲＰパネル５４に対して第２映像点Ｂ１と対称となる位置である第２再結像点Ｂ２で結像する。その結果、ＬＲＰパネル５４に対して被写体と反対側の対称位置に実像（空中映像）を結ばせることができる。なお、図１（ｂ）に示したように、内部遮蔽スクリーンはＬＲＰパネル５４と一致させる必要はなく、透明な部材とすることで、図１（ａ）と同様に、空中映像を実現できる。
【００１６】
図２は、ＬＲＰ表示装置５０を車両のインストルメントパネルの一部に配置した例を示している。ダッシュボード６８上では、インストルメントパネル３１のドライバー側の透明カバー部分に、ＬＲＰパネル５４が配置されている。このとき、ダッシュボード６８（透明カバー）の内部に液晶ディスプレイ５２が配置されている。そして、ＬＲＰパネル５４に対して液晶ディスプレイ５２と対称となる位置に空中結像（後述の通知映像５８に対応する）が表示される。ここでは、ドライバー６０のアイレンジＥＲからは、空中結像（通知映像５８）はちょうどフロントウィンドウガラス９０とステアリングホイール６６の間にある。この結像位置は、ＬＲＰパネル５４及び液晶ディスプレイ５２の配置によって調整することができる。
【００１７】
本実施形態では、ＬＲＰ表示装置５０による表示を警告灯に適用する。ドライバー６０がステアリングホイール６６の上に表示された通知映像５８に手を伸ばし、その手が通知映像５８の位置と一致した場合に、車両はドライバー６０が通知映像５８を認識したと判断し、通知映像５８の表示を停止する等の処理を行う。つまり、通知映像５８は、メッセージスイッチとして機能する（後述の実施例１）。また、ドライバー６０の指が、あたかも通知映像５８を操作するような動きをした場合、車両への操作として認識され、その操作に応じた車両制御がなされる（後述の実施例２）。
【００１８】
図３は、本実施形態に係る車両表示装置１０の概略構成を示す機能ブロック図である。ここでは、主に車両の表示系に着目して示している。車両表示装置１０は、制御部２０と、表示部３０と、車両状態センサ３６と、外界センサ３７と、音声出力部３８と、空間操作検知部４０とを備える。
【００１９】
空間操作検知部４０は、通知映像５８およびその近傍におけるドライバー６０の指の動きを検知する。検知結果は、空間操作制御部２４に通知される。なお、空間操作検知部４０は、公知の人体センサ等の検知装置を用いることで実現でき、例えば、特開２０１０−７１９８４号公報や特開２００９−１０９５０８号公報の技術を用いることができる。これらの技術では、人体を精度良く検知することができる。
【００２０】
制御部２０は、車両制御部２１と、表示制御部２２と、通報制御部２３と、空間操作制御部２４とを備える。車両制御部２１は、車両を統括的に制御するとともに、表示制御部２２、通報制御部２３、及び空間操作制御部２４と協働し各機能を実行する。
【００２１】
表示制御部２２は、車両制御部２１と協働により、表示部３０（インストルメントパネル３１及びＬＲＰ表示装置５０）の表示制御を行う。通報制御部２３は、車両状態センサ３６や外界センサ３７の検知結果に応じて、警告灯の表示制御や音声出力部３８への出力制御を行う。空間操作制御部２４は、空間操作検知部４０の検知結果をもとに、ドライバー６０の手が通知映像５８の位置まで移動したか否か、さらには、通知映像５８のより具体的な位置に移動しているかを検知する。空間操作制御部２４の検知結果は、車両制御部２１を介して通報制御部２３に通知される。そのとき、通報制御部２３は、検知結果に応じた表示制御を行う。
【００２２】
車両状態センサ３６は、車速センサや舵角センサ、ヨーレートセンサ、燃料量センサなどの車両の状態を検知するセンサから構成され、検知結果は車両制御部２１に通知される。外界センサ３７は、カメラやレーダーなどのセンサから構成され、車両近傍の物体（別の車両や人物）の有無や相対距離、相対速度等を検知する。検知結果は、車両制御部２１に通知される。音声出力部３８は、増幅装置及びスピーカを備えて構成されており、警報音等を出力することができる。
【００２３】
以上の構成の車両表示装置１０によるドライバー６０への警報処理手順をより具体な実施例にて説明する。
【００２４】
＜実施例１＞
実施例１では、燃料警告（燃料計）に関して図４のフローチャート及び図５、６の表示例を参照して説明する。燃料計は、インストルメントパネル３１の一構成として配置され、警告が必要とされていない場合には、一般的な燃料計と同様に、インストルメントパネル３１において指針表示している。
【００２５】
車両制御部２１は、車両状態センサ３６や外界センサ３７等の検知結果を取得して、メッセージを表示して警告が必要となる事項が発生したか否かを継続して判断する（Ｓ１０のＮ）。ここでは、燃料量が少なくなり所定未満となったか否かを判断する。メッセージ表示事項が発生したと判断したら（Ｓ１０のＹ）、つまり、燃料量が所定未満となった場合、通報制御部２３は、表示制御部２２を制御してＬＲＰ表示装置５０を用いてメッセージスイッチとして機能する通知映像５８を表示させる（Ｓ１１）。図５が、通知映像５８として、燃料計の映像がステアリングホイール６６の上部空間に表示された状態を示している。
【００２６】
つづいて、空間操作制御部２４は、空間操作検知部４０を用いて、ドライバー６０の指の位置検出処理を開始する（Ｓ１２）。位置検出処理が開始すると、空間操作制御部２４は、ドライバー６０の指がメッセージスイッチである通知映像５８の表示位置（座標）と一致するまで継続して検知処理を行う（Ｓ１３のＮ）。図６に表示例に示すように、指の通知映像５８とが一致した場合（Ｓ１３のＹ）、通報制御部２３は、ドライバー６０が通知映像５８を認識したと判断し（Ｓ１４）、表示制御部２２を制御してＬＲＰ表示装置５０による通知映像５８の表示を消去する（Ｓ１５）。
【００２７】
このように、ステアリングホイール６６の上部空間に通知映像５８を表示させ、ユーザの指による操作によって通知映像５８の表示が消去されるようにすることで、ドライバー６０は、自らが警報を認識したことを車両側に通知することができる。さらに、ドライバー６０の動作によって、ドライバー６０は警報を確実に記憶に留めることができる。つまり、ドライバー６０と車両とは、「ドライバー６０が警報を確認した」という情報を共有することができる。
【００２８】
なお、通知映像５８の表示は、警報の重要度に応じて大きさや色が変更されても良い。例えば、燃料量が一層少なくなった場合には、液晶ディスプレイ５２の表示を大きくすることで、通知映像５８を大きくするといった処理が可能である。また、緊急性の高い警報の場合に、液晶ディスプレイ５２における表示位置を変更することで、ドライバー６０に対する視認性を向上させ注意をより促すといった処理も可能となる。また、液晶ディスプレイ５２とＬＲＰパネル５４との間に、複数のレンズで構成される光学系を配置し、それらレンズ位置を可動として、通知映像５８の表示距離を擬似的に変化せてもよい。また、ＬＲＰパネル５４自体を可動としても同様の効果が得られる。
【００２９】
＜実施例２＞
本実施例では、車両のオートクルーズ機能に適応させるものである。タッチパネル式の車両パネル（インストルメントパネル３１）上に構成された速度計をドライバー６０がタッチした場合に、速度計映像が通知映像５８としてステアリングホイール６６の上部空間に表示される。さらに、速度計映像の指針５９を動かす動きを検知した場合に、変化後の指の位置に対応する目標速度が設定される。
【００３０】
まず、スイッチ操作モードがオンになると、ダイヤル（速度計）への操作が許可された状態となる（Ｓ２０）。つぎに、図８に示すように、車両パネル上のダイヤル表示、ここでは速度計への接触が検知されると（Ｓ２１）、通報制御部２３はＬＲＰ表示装置５０を制御して速度計に対応するダイヤルを、図９に示すようにステアリングホイール６６の上部空間に虚像表示させる（Ｓ２２）。ここでは、ダイヤルの指針５９がゼロの状態で表示される。
【００３１】
つづいて、空間操作制御部２４は、空間操作検知部４０を用いて、ドライバー６０の指の位置検出処理を開始する（Ｓ２３）。位置検出処理が開始すると、空間操作制御部２４は、ドライバー６０の指がダイヤルの指針５９上の座標と一致したか否かを判断する（Ｓ２４）。指針５９と一致した場合（Ｓ２４のＹ）、通報制御部２３は指がその一致位置から動いたときに、ＬＲＰ表示装置５０を制御して、図１０に示すように、指が動いた後の位置に指針５９の表示を動かす（Ｓ２５）。さらに、通報制御部２３は、新たな指針５９の位置を車両制御部２１に通知し、車両制御部２１はその通知を受けて、指針５９に対応する速度を目標速度に設定する（Ｓ２６）。
【００３２】
一方、Ｓ２４の処理において、指針５９と一致しない場合（Ｓ２４のＮ）、さらに通報制御部２３は、ドライバー６０の指が指針５９上を除くダイヤルの座標と同一となったか否かを判断する（Ｓ２７）。一致しない場合（Ｓ２７のＮ）、ドライバー６０の指の位置検出処理が継続される（Ｓ２３）。図１１に示すように、指が指針５９上を除くダイヤルの座標と一致した場合（Ｓ２７のＹ）、通報制御部２３は、ダイヤルのスイッチ操作モードがオフとなったと判断し（Ｓ２８）、ＬＲＰ表示装置５０による通知映像５８の表示を停止する（Ｓ２９）。
【００３３】
本実施例によると、ダイヤル表示である通知映像５８がステアリングホイール６６のすぐ上の空間に表示されるので、ドライバー６０は通知映像５８の操作を安全に行うことができ、危険な状態を誘発するといったことを防止できる。つまり、ドライバー６０は、スイッチ操作のために体や顔を大きく動かすことがない場所に、所望のスイッチ機能付き表示を映し出すことができるので、スイッチ操作による危険な状態の発生を防止できる。
【００３４】
また、操作手段としてボタン等を配置する場合と比較して、インストルメントパネル３１といった狭いスペースにとらわれることが無いため、表示の自由度が高くなる。さらに、インストルメントパネル３１上の同じ位置にスイッチを設置できるので、インタフェイスの共通性が維持され、ドライバー６０に対するユーザビリティを確保できる。
【００３５】
さらに、ダイヤルスイッチ操作モードをオフとすべき場合、例えば、オートクルーズ機能であれば、ナビゲーション（図示せず）と連動させ、市街地であると判断した場合に、通知映像５８を表示させないということが可能となり、より適切な運転支援を行うことができる。また、舵角センサによって、ハンドル操作がなされているときに、通知映像５８を表示させないといった処理も可能である。
【００３６】
以上、本発明を実施形態を基に説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素及びその組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。本実施形態では、車両に搭載される態様について説明したが、ゲーム機や各種の分析機器、医療機器、エレベータ等の乗車機械、電子楽器等に適用することもできる。その場合、それら機器に対する操作を確実に把握することができ、注意がそがれて機器に対して誤操作をしてしまうといったことを回避できる。また、実施例１と実施例２の機能が同一の車両に搭載され、適宜それらの機能が選択されて実行されてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 車両表示装置
２０ 制御部
２１ 車両制御部
２２ 表示制御部
２３ 通報制御部
２４ 空間操作制御部
３０ 表示部
３１ インストルメントパネル
３６ 車両状態センサ
３７ 外界センサ
３８ 音声出力部
５０ ＬＲＰ表示装置
５２ 液晶ディスプレイ
５４ ＬＲＰパネル
５８ 通知映像
５９ 指針
６０ ドライバー
６８ ダッシュボード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＲＰ表示装置を用いて映像を空間上に結像させて表示させる映像出力部と、
前記映像の結像位置に、ユーザの指示手段が位置しているかを検知する指検知部と、
前記指示手段と前記映像の位置が一致した場合に、前記映像をユーザが認識したと判断する判断部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記映像をユーザが認識したと判断した場合、前記映像の表示態様を変更することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
搭載される機器の状態を検知する状態検知部を備え、
前記判断部は、前記機器の状態に応じて、前記ＬＲＰ表示装置を用いた表示を実行するか否かを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
ＬＲＰ表示装置を用いて映像を空間上に結像させて表示させる映像出力部と、
前記映像の結像位置に、ユーザの指示手段が位置しているかを検知する指示検知部と、
前記指示手段の動きに応じて、前記映像の表示状態を変更する表示態様変更部と、
前記指示手段の動きに応じて、操作対象の操作制御を変更する操作状態変更部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
ＬＲＰ表示装置を用いて映像を空間上に結像させて表示させる映像出力部と、
前記映像の結像位置に、ユーザの指示手段が位置しているかを検知する指検知部と、
前記指示手段と前記映像の位置が一致した場合に、前記映像をユーザが認識したと判断する判断部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記映像をユーザが認識したと判断した場合、前記映像の表示態様を変更することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
搭載される機器の状態を検知する状態検知部を備え、
前記判断部は、前記機器の状態に応じて、前記ＬＲＰ表示装置を用いた表示を実行するか否かを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
ＬＲＰ表示装置を用いて映像を空間上に結像させて表示させる映像出力部と、
前記映像の結像位置に、ユーザの指示手段が位置しているかを検知する指示検知部と、
前記指示手段の動きに応じて、前記映像の表示状態を変更する表示態様変更部と、
前記指示手段の動きに応じて、操作対象の操作制御を変更する操作状態変更部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３３３４４（Ｐ２０１３−３３３４４Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６８４１０（Ｐ２０１１−１６８４１０）
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１日（２０１１．８．１）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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